ES2873092T3

ES2873092T3 - Sistema de generación de aerosol a base de tabaco

Info

Publication number: ES2873092T3
Application number: ES10753878T
Authority: ES
Inventors: Seth Rose; James Turner; Thangaraju Murugesan; Jed Rose
Original assignee: Philip Morris Products SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2021-11-03
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: WO2010107613A1; CN102355914A; PL2408494T3; MY177136A; IL214679A0; EP2408494A1; BRPI1012702A2; EP2408494B1; KR20110139238A; US9380810B2; US20120006342A1; NZ594585A; EP2408494A4; RU2536115C2; CN102355914B; CA2755580A1; HUE054192T2; MX336432B; SG174867A1; MX2011009152A

Abstract

Un dispositivo para suministrar nicotina a un sujeto, el dispositivo que comprende un alojamiento (10), el alojamiento (10) que comprende: a) una entrada (40) y una salida (50) en comunicación entre sí y adaptadas de manera que un portador gaseoso pueda pasar al alojamiento a través de la entrada (40), a través del alojamiento (10) y salir del alojamiento (10) a través de la salida (50), el dispositivo que comprende desde la entrada (40) hasta la salida (50): b) una primera área interna en comunicación con la entrada (40), la primera área interna que comprende o bien una fuente de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30), o una fuente de nicotina de producto natural (20), c) una segunda área interna en comunicación con la primera área interna, la segunda área interna que comprende la fuente que no se seleccionó para la etapa b), y d) opcionalmente, una tercera área interna en comunicación con la segunda área interna y la salida (50), a. en donde la fuente de nicotina de producto natural (20) comprende tabaco y una sustancia alcalina añadida.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de aerosol a base de tabaco

Campo técnico

La invención se refiere a dispositivos y métodos no terapéuticos para suministrar nicotina a partir del tabaco. Más particularmente, la invención se refiere a dispositivos y métodos no terapéuticos para suministrar un aerosol de nicotina a los pulmones de un usuario sin la combustión de los materiales fuente de nicotina.

Técnica anterior

Los sistemas de suministro de fármacos pulmonares se han usado durante décadas para suministrar medicamentos para el tratamiento de trastornos respiratorios. El principio detrás del suministro de fármacos pulmonares es la aerosolización de compuestos farmacológicos que se suministrarán a los bronquiolos y los alvéolos. A pesar de enfrentar desafíos como la optimización y degradación del tamaño de las partículas, varias empresas han desarrollado tecnologías para suministrar tratamientos para la diabetes, la migraña, la osteoporosis y el cáncer. Muchos estudios clínicos y preclínicos han demostrado que el suministro pulmonar de medicamentos es un método eficaz para el tratamiento de enfermedades respiratorias y sistémicas. Las muchas ventajas del suministro pulmonar se reconocen bien e incluyen un inicio rápido, autoadministración por parte del paciente, efectos secundarios reducidos, facilidad de suministro mediante inhalación y eliminación de agujas.

Se ha informado que para suministrar un polvo directamente en las regiones respiratorias inferiores, el polvo debería tener generalmente un tamaño de partícula de menos de 5 gm. Además, se ha descubierto que los polvos en el intervalo de 5-10 gm no penetran tan profundamente y, en cambio, tienden a estimular las regiones del tracto respiratorio superior.

A pesar de las aplicaciones medicinales anteriores, los métodos para el suministro de nicotina, distintos de las alternativas de combustión tradicionales, no se han desviado significativamente del suministro a través de las rutas tradicionales transdérmicas y orales para incluir el suministro pulmonar mediante inhalación.

La nicotina puede adquirirse y almacenarse más fácilmente como tabaco (u otro material vegetal) que en una forma purificada (por ejemplo, base de nicotina) y la nicotina que contiene se conserva en una forma más estable. Además, el uso del tabaco como fuente de nicotina facilita el suministro de los sabores naturales que contiene. Además, otros alcaloides presentes de forma natural en el tabaco, como la nornicotina, pueden suministrarse junto con la nicotina. Sin embargo, la combustión para liberar nicotina produce una mezcla compleja de compuestos y partículas adicionales en forma de humo. Cerca del calor de combustión o en condiciones de alta temperatura (más de 150 grados C) para liberar la nicotina del tabaco se requiere una energía significativa y un sistema de suministro de calor con suficiente resistencia para proporcionar el alto calor requerido. La nicotina que se deriva del tabaco a temperaturas cercanas a la combustión representa una porción relativamente menor de la disponible en la combustión. Por tanto, existe la necesidad de nuevos métodos para preparar aerosoles para el suministro de nicotina mediante el uso de tabaco u otros productos vegetales. La presente descripción describe en parte un método para combinar dicha nicotina con un compuesto para formar partículas que comprenden la nicotina para el suministro en una corriente gaseosa para generar un aerosol para el suministro pulmonar.

El documento US 5,865,186 describe un cigarrillo calentado simulado 10 que comprende un cilindro deformable 12 que tiene un extremo de entrada 12a y un extremo de salida 12b. Un ensamble de válvula unidireccional 14 que se dispone cerca del extremo de entrada 12a del cilindro restringe el flujo de aire en una sola dirección. Una primera sustancia 26a contenida en un primer inserto químico triturable 26 y una segunda sustancia 28a contenida en un segundo inserto químico triturable 28 se disponen dentro del cilindro 12. Cuando el usuario aprieta el cilindro deformable 12, el primer inserto químico triturable 26 y el segundo inserto químico triturable 28 se rompen, por tanto, se libera la primera sustancia 26a y la segunda sustancia 28a, que pueden combinarse libremente en una reacción exotérmica para calentar el vapor en el cilindro 12. Una malla de entrada 37 se dispone entre el ensamble de válvula 14 y el segundo inserto químico triturable 28. Una primera malla 30 se dispone entre el primer inserto químico triturable 26 y el extremo de salida 12b del cilindro 12. Una sustancia deseada 34 está contenida en un espacio que se ubica entre la primera malla 30 y una segunda malla 32 que se dispone a una distancia predeterminada de la primera malla 30. La sustancia deseada 34 es un potenciador del sabor, una sustancia terapéutica, tabaco o un producto a base de nicotina, o una combinación de los anteriores. Cuando se usa tabaco como la sustancia deseada 34, sin producir humo, el vapor calentado pasa a través del tabaco extrayendo tanto los sabores como la nicotina del mismo, por tanto, satisface tanto el placer asociado con las sensaciones gustativas de fumar como también el deseo de nicotina. Un tipo convencional de filtro de cigarrillos 36 se dispone en el cilindro 12 en el extremo de salida 12b.

Descripción de la invención

Breve Resumen de la invención

De acuerdo con la presente reivindicación 18, la invención se refiere a un método no terapéutico para suministrar nicotina a un sujeto mediante inhalación, el método comprende las etapas de:

a) primero, poner un portador gaseoso en comunicación con una fuente de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina, o con una fuente de nicotina de producto natural,

b) segundo, poner el portador gaseoso en comunicación con la fuente que no se seleccionó para la etapa a), y c) tercero, proporcionar el portador gaseoso que comprende la nicotina a un sujeto,

en donde la fuente de nicotina de producto natural comprende tabaco y una sustancia alcalina añadida.

En algunas modalidades, el método no terapéutico comprende las etapas de:

a) primero, poner un portador gaseoso en comunicación con una fuente de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina,

b) segundo, poner el portador gaseoso en comunicación con una fuente de nicotina de producto natural, y c) tercero, proporcionar el portador gaseoso que comprende la nicotina a un sujeto,

En algunas modalidades, la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende una pluralidad de áreas internas que comprenden dos o más compuestos precursores.

En algunas modalidades, la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende una pluralidad de áreas internas que comprenden dos o más compuestos precursores, en donde el compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende cloruro de amonio y los dos o más compuestos precursores incluyen amoníaco y cloruro de hidrógeno.

En algunas modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende un ácido.

En algunas modalidades, el ácido es un ácido orgánico.

En algunas modalidades, el ácido orgánico tiene una presión de vapor mayor que la base de nicotina a una temperatura dada.

En algunas modalidades, la temperatura dada es 25, 30, 40, 45, 60, 70 o 100 grados C.

En algunas modalidades, el ácido se selecciona del grupo que consiste en ácido 3-metil-2-oxovalérico, ácido pirúvico, ácido 2-oxovalérico, ácido 4-metil-2-oxovalérico, ácido 3-metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxooctanoico y sus combinaciones

En algunas modalidades, las partículas de nicotina que se forman tienen menos de 6 micrómetros de diámetro aerodinámico mediano de masa.

En algunas modalidades, las partículas tienen menos de 1 micrómetro de diámetro aerodinámico mediano de masa. En algunas modalidades, al menos algunas de las partículas tienen entre 0,5 y 5 micrómetros de diámetro aerodinámico mediano de masa.

En algunas modalidades, el método no terapéutico comprende además la etapa de aumentar la temperatura del compuesto para formar partículas que comprende nicotina, la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina, la nicotina, la fuente de nicotina de producto natural y/o el portador gaseoso.

En algunas modalidades, la temperatura se aumenta hasta al menos 30 o al menos 60 grados centígrados.

En algunas modalidades, el portador gaseoso comprende al menos 10 microgramos de nicotina en un volumen de portador gaseoso que se proporciona al sujeto.

En algunas modalidades, el portador gaseoso comprende al menos 10 microgramos de nicotina en un volumen de portador gaseoso que se proporciona al sujeto, en donde el volumen del portador gaseoso que se suministra al sujeto se proporciona como un solo volumen.

De acuerdo con la presente reivindicación 1, la invención también se refiere a un dispositivo para suministrar nicotina a un sujeto, el dispositivo comprende un alojamiento, el alojamiento comprende:

a) una entrada y una salida en comunicación entre sí y adaptadas de manera que un portador gaseoso pueda pasar al alojamiento a través de la entrada, a través del alojamiento y salir del alojamiento a través de la salida, el dispositivo que comprende de entrada a salida:

a) una primera área interna en comunicación con la entrada, la primera área interna que comprende una fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina, o una fuente de nicotina de producto natural,

c) una segunda área interna en comunicación con la primera área interna, la segunda área interna que comprende la fuente que no se seleccionó para la etapa b), y

d) opcionalmente, una tercera área interna en comunicación con la segunda área interna y la salida, en donde la fuente de nicotina de producto natural comprende tabaco y una sustancia alcalina añadida.

En algunas modalidades, un vacío parcial en la salida es capaz de tirar del portador gaseoso a través de la entrada, el primer compartimento, el segundo compartimento, el tercer compartimento, cuando está presente, y luego a través de la salida.

En algunas modalidades, la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende un elemento de adsorción con el compuesto para formar partículas que comprende nicotina adsorbida en el mismo. En algunas modalidades, el elemento o elementos de adsorción comprenden al menos uno de vidrio, aluminio, tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), politetrafluoroetileno (PTFE o TEFLON®), politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) (ePTFE se describe, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos No.

4,830,643) y BAREX®.

En algunas modalidades, el dispositivo comprende además un primer depósito en comunicación con la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina, el primer depósito que comprende el compuesto para formar partículas que comprende nicotina.

En algunas modalidades, el dispositivo comprende la tercera área interna, la tercera área interna que comprende opcionalmente un elemento de turbulencia del portador gaseoso y/o un elemento de la fuente adicional.

En algunas modalidades, el dispositivo comprende además un elemento de área interna en comunicación con la salida que comprende opcionalmente un agente purificador.

En algunas modalidades, el agente purificador comprende carbón activado.

En algunas modalidades, el elemento de la tercera área interna comprende un agente saborizante.

En algunas modalidades, el elemento de la tercera área interna comprende un medicamento.

En algunas modalidades, el medicamento comprende nicotina.

En algunas modalidades, el alojamiento simula un producto para fumar tabaco.

En algunas modalidades, el producto para fumar tabaco es un cigarrillo.

En algunas modalidades del método o dispositivo no terapéutico, la fuente de nicotina de producto natural se ha tratado para aumentar la liberación de nicotina volátil, de la fuente de nicotina de producto natural, mediante uno o más de los siguientes:

• Minimizar la fuente de nicotina de producto natural, como cortar, picar o moler.

• Elevar el pH de la fuente de nicotina de producto natural por encima de pH neutro, como por encima de pH 8,0, por encima de pH 9,0 o por encima de pH 10,0.

• Mezclar u homogenizar la fuente de nicotina de producto natural para producir una suspensión licuada, opcionalmente clarificada para remover algunas o todas las partículas visibles.

• Complementar la fuente de nicotina de producto natural con base de nicotina.

• Tratar la fuente de nicotina de producto natural con enzimas o detergentes para descomponer la celulosa contenida en el mismo con el fin de hacer que la nicotina esté más disponible para su liberación mediante volatilización u otros medios.

• Usar tamices moleculares u otros materiales secantes para reducir el contenido de agua de la fuente de nicotina de producto natural para aumentar la concentración relativa de nicotina.

• Usar una solución de alto contenido de sal (por ejemplo, solución saturada de NaCl o salmuera) para extraer nicotina y otros alcaloides. En modalidades particulares, la solución con alto contenido de sal se pone en contacto con la fuente de nicotina (por ejemplo, hoja de tabaco) a > 25 grados C y/o > pH 7,0 para aumentar la cantidad de nicotina que se extrae. Consulte “Nicotine Extraction Preliminary Study of Methods for High Nicotine Leaf Extraction” http://tobaccodocumcnts.org/lor/89651655-1665.htmL. En otras modalidades, la nicotina y la solución con alto contenido de sal pueden volverse básicas y/o calentarse para concentrar la nicotina que se extrae en una fase separada para mejorar la volatilización. El primer tratamiento a > 25 grados C y/o > pH 7,0 puede ir seguido del segundo tratamiento para hacer que el extracto resultante sea básico y/o se caliente.

En algunas modalidades del método o dispositivo no terapéutico, la temperatura de uno o más de a) la fuente de nicotina, b) la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina y/o c) el portador gaseoso, es inferior a 150 grados C, preferentemente por debajo de 100 grados C, como 25, 30, 40, 45, 60, 70 u 80 ± 5 grados C.

Lo anterior ha esbozado de manera bastante amplia las características y ventajas técnicas de la presente invención con el fin de que pueda comprenderse mejor la descripción detallada de la invención que sigue. A continuación se describirán características y ventajas adicionales de la invención. Las características relativas a la organización y al método de funcionamiento, junto con otros objetivos y ventajas, se entenderán mejor a partir de la siguiente descripción cuando se consideren en relación con las figuras adjuntas. Debe entenderse expresamente, sin embargo, que cada una de las figuras se proporciona con el propósito de ilustración y descripción únicamente y no pretende ser una definición de los límites de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

Para una comprensión más completa de la presente invención, ahora se hace referencia a las siguientes descripciones tomadas junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es una vista en planta de un dispositivo de suministro ilustrativo que no está conforme con la invención; Las Figuras 2A-C son un conjunto de esquemas simplificados del dispositivo experimental que se emplea en algunos de los ejemplos de trabajo; Figura 2A, Componentes para dispositivos de aerosol miniaturizados que se usan en ejemplos de trabajo: 1. Tubo de teflón (8 mm de TD y 10 cm de largo), 2. Arandela de teflón (7 mm de OD), 3. Malla de acero inoxidable laminado (4 mm de ID y 6 cm de largo), 4. Tapón ambientador, 5. Tubo de teflón (7 mm de OD); Figura 2B, Componentes en el dispositivo ensamblado: 10. Alojamiento externo para las fuentes de ácido pirúvico y tabaco, 20. Fuente de tabaco, 30. Fuente de ácido pirúvico; Figura 2C, ensamblado, diseño secuencial, dispositivo de suministro de nicotina: 20. Mezcla de tabaco humedecida empaquetada entre la malla de acero inoxidable laminado y el alojamiento externo de teflón, 30. Ácido pirúvico en el tapón ambientador, 60. Espacio entre la fuente de ácido pirúvico y la fuente de tabaco (2 cm), 40. Entrada de aire, 50. Salida para aerosol de tabaco.

Descripción Detallada

“Partícula”, como se usa en la presente descripción, puede referirse a una gota de líquido, una partícula sólida o una combinación de ambos, tal como una gota de líquido nucleada por una partícula sólida.

Los métodos no terapéuticos que se describen en la presente descripción se refieren a un descubrimiento sorprendente con respecto a la dosis de nicotina que se obtiene de los dispositivos de suministro de nicotina que utilizan tabaco como una fuente de nicotina. Los inventores han identificado inesperadamente métodos para aumentar la dosis de nicotina que se suministra a un sujeto por unidad de peso de tabaco. La importancia de este descubrimiento radica en una capacidad mejorada para sustituir el suministro de nicotina que experimentan los sujetos mientras fuman cigarrillos y productos de combustión de tabaco similares. Estos descubrimientos pueden aplicarse además a otros alcaloides del tabaco, así como a la nicotina y otros alcaloides de otras plantas y otras fuentes naturales.

En algunas modalidades, los métodos no terapéuticos implican la etapa de poner un portador gaseoso en comunicación con una fuente de nicotina. El portador gaseoso en estas modalidades se combina luego con un compuesto para formar partículas que comprende nicotina capaz de mejorar la formación de partículas de un tamaño adecuado para el suministro pulmonar. En algunas modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina es capaz de reaccionar con la base de nicotina para formar una sal. En modalidades particulares, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina es capaz de reaccionar con la base de nicotina para formar partículas de sal. En modalidades preferidas, las partículas tienen menos de 6 micrómetros, con mayor preferencia de menos de 1 micrómetro, en diámetro aerodinámico mediano de masa. (Para las determinaciones del diámetro aerodinámico mediano de masa, consulte Katz IM, Schroeter JD, Martonen TB, Factors affecting the deposition of aerosolized insulin, Diabetes Technology & Therapeutics, vol. 3 (3), 2001, pp 387 397).

Portador gaseoso y fuente del mismo

El portador gaseoso puede ser cualquier gas capaz de contener vapor de nicotina, incluido el vapor base de nicotina, y el compuesto para formar partículas que comprende nicotina. Un experto en la técnica podrá seleccionar fácilmente un portador gaseoso apropiado en base al uso que se le pretende dar, la forma de nicotina y los compuestos específicos para formar partículas que comprenden nicotina. En modalidades preferidas, el portador gaseoso es esencialmente inerte con respecto a la forma de nicotina y/o el compuesto para formar partículas que comprende nicotina, al menos durante el período de tiempo que se contempla para el suministro a un sujeto. En algunas modalidades, el portador gaseoso es aire ambiente. En otras modalidades, el portador gaseoso es un gas esencialmente puro tal como dióxido de carbono o gas nitrógeno, o una mezcla de dichos gases. En tales modalidades, el portador gaseoso se suministra desde un recipiente diseñado para contener y suministrar el portador gaseoso de una manera que efectúe los métodos que se describen en la presente descripción. Por ejemplo, en modalidades que usan dispositivos inhaladores de dosis medidas, el portador gaseoso puede comprender hidrofluorocarbonos, que incluyen hidrofluoroalcancos (HFA) como propulsores. En algunas de estas modalidades, los HFA son uno o más de HfA 134a y HFA 227.

Compuestos para formar partículas que comprenden nicotina

Los compuestos para formar partículas que comprenden nicotina son aquellos compuestos capaces de aumentar la concentración total de partículas de nicotina en 1) un portador gaseoso cargado con un vapor de nicotina o 2) un portador gaseoso cargado con el compuesto para formar partículas que comprende nicotina y luego se pone en comunicación con una fuente de nicotina. La nicotina tiene una presión de vapor de 0,04 mm Hg a 25 °C. Se prefieren los compuestos para formar partículas que comprenden nicotina que tienen una presión de vapor mayor que la nicotina a una temperatura dada, particularmente si se usan temperaturas ambientales. Los ejemplos no limitativos incluyen ácidos inorgánicos tales como ácido clorhídrico, bromhídrico o sulfúrico, y ácidos orgánicos que incluyen ácidos alifáticos saturados e insaturados, ácidos alicíclicos saturados e insaturados, ácidos aromáticos (incluidos aromáticos heterocíclicos), ácidos policarboxílicos, hidroxi, alcoxi, ceto, y oxoácidos, tioácidos, aminoácidos, y cada uno de los anteriores está opcionalmente sustituido con uno o más hctcroátomos, que incluyen, pero no se limitan a halógenos. En algunas modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina es un ácido carboxílico. En algunas de estas modalidades, el ácido carboxílico pertenece a la clase denominada “2-oxoácidos.” En algunas de estas modalidades, el ácido carboxílico pertenece a la clase de acetoácidos que se conocen como “2-cetoácidos.” En algunas de estas modalidades, el ácido se selecciona del grupo que consiste en ácido 3-metil-2-oxovalérico, ácido pirúvico, ácido 2-oxovalérico, ácido 4-metil-2-oxovalérico, ácido 3metil-2-oxobutanoico, ácido 2-oxooctanoico y sus combinaciones. En algunas modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina forma partículas sólidas, por ejemplo, partículas de sal. Las modalidades que comprenden tales partículas de sal de nicotina tienen la ventaja de neutralizarse de manera que se evita el sabor acre y áspero de la base de nicotina. En otras modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina forma un aerosol de gotas líquidas.

Alternativamente, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina forma un aerosol de partículas, cuyas partículas pueden, por ejemplo, adsorber o absorber la base de nicotina. En modalidades particulares, el aerosol de partículas incluye partículas de sal de cloruro de amonio. En modalidades que comprenden la formación de partículas de nicotina o la adsorción/absorción de nicotina sobre partículas, las partículas que se forman son preferentemente de menos de 6 micrómetros, con mayor preferencia de menos de 5 micrómetros o menos de 1 micrómetro de tamaño.

Fuentes de nicotina

Para volatilizar una cantidad suficiente de vapor de nicotina del tabaco, pueden ajustarse varios parámetros, que incluyen: a) la temperatura de la corriente de aire que entra en el tabaco; y/o b) la concentración de nicotina del tabaco; así como c) la adición de sustancias alcalinas (preferentemente no volátiles) (por ejemplo, óxido de calcio o hidróxido de calcio o hidróxido de sodio o bicarbonato de sodio o hidróxido de potasio o carbonato de potasio) al tabaco (como en una solución acuosa) para promover la liberación del vapor de nicotina; d) puede realizarse la digestión de la planta con otros agentes, por ejemplo antes de la alcalinización, para optimizar el rendimiento de nicotina.

Fuente de los compuestos para formar partículas que comprenden nicotina

En algunas modalidades de los métodos no terapéuticos, el portador gaseoso se proporciona precombinado con el compuesto para formar partículas que comprende nicotina. Otras modalidades de los métodos no terapéuticos que se describen en la presente descripción incluyen una etapa de cargar un portador gaseoso con un compuesto para formar partículas que comprende nicotina antes del paso del portador gaseoso sobre la fuente de nicotina. Alternativamente, el portador gaseoso puede cargarse primero con gas o vapor de nicotina y luego combinarse con el compuesto para formar partículas que comprende nicotina. Una disposición secuencial como esta tiene la ventaja de minimizar el volumen total de aire inhalado por bocanada, lo que tiende a maximizar la concentración de nicotina. El compuesto para formar partículas que comprende nicotina se proporciona en forma de una fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina. El portador gaseoso generalmente se pone en comunicación directa con la fuente de manera que el compuesto para formar partículas que comprende nicotina pueda entrar en el portador gaseoso desde la fuente. En algunas modalidades, las fuentes del compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprenden elementos de la fuente que contienen materiales que adsorben o absorben el compuesto para formar partículas que comprende nicotina. Los materiales del elemento de la fuente serán generalmente inertes con respecto al compuesto para formar partículas que comprende nicotina. En algunas modalidades, el compuesto para formar partículas que comprende nicotina es un ácido como se describió anteriormente. Los ejemplos no limitativos de materiales de elementos de adsorción para tales modalidades incluyen vidrio, acero inoxidable, aluminio, PET, PBT, PTFE, ePTFE y BAREX®. Los ejemplos no limitativos de materiales de elementos de absorción para tales modalidades incluyen PE y PP.

En algunas modalidades, una fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina puede ser, o estar en comunicación con, un depósito del compuesto para formar partículas que comprende nicotina. En algunas modalidades, el depósito contiene un volumen del compuesto para formar partículas que comprende nicotina en forma líquida con el depósito líquido en comunicación con un elemento de la fuente absorbente o absorbente. En otras modalidades, el depósito de nicotina es o forma parte del elemento de la fuente. Un ejemplo no limitativo de tal combinación de fuente y depósito sería un material (por ejemplo, PE o PP) saturado con una solución de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina. En modalidades particulares, el depósito proporciona suficiente solución para permitir que un dispositivo de suministro proporcione dosis de nicotina durante un período de tiempo deseado. Los ejemplos no limitativos serían dispositivos capaces de suministrar suficiente compuesto para formar partículas que comprende nicotina para permitir el suministro de 0-100 microgramos de nicotina por cada “bocanada” de 35 centímetros cúbicos de volumen de portador gaseoso para un número deseado de bocanadas por día (por ejemplo, 200). durante un número de días deseado (por ejemplo, 1-7 días). En ciertas modalidades, la cantidad de nicotina que se suministra está entre 10 y 110, 20 y 100, 50 y 100, o 40 y 60 microgramos de nicotina por “bocanada” de 35 centímetros cúbicos de volumen.

Temperatura

En algunas modalidades del método no terapéutico, el método no terapéutico implica una etapa de aumentar la temperatura de uno o más de los portadores gaseosos, el tabaco u otro producto vegetal que se usa como fuente de nicotina y el compuesto para formar partículas que comprende nicotina. Estas etapas de control de la temperatura se usan generalmente para regular o mejorar aún más la cantidad de suministro de nicotina. En algunas modalidades, el aumento de temperatura se usa sólo si, en general, se esperaría que los niveles de nicotina suministrados cayeran por debajo del mínimo deseado. En algunas modalidades, esto puede ser más de 20 microgramos, preferentemente más de 30 microgramos, y con mayor preferencia más de 40 microgramos de nicotina por bocanada de 35 cc de volumen. Por ejemplo, una concentración de suministro objetivo común es de 40 50 microgramos de nicotina por cada “bocanada” de 35 centímetros cúbicos de volumen, de conformidad con se mide mediante una técnica que se conoce bien en el campo del suministro de nicotina. Ver The FTC Cigarette Test Method for Determining Tar, Nicotine and Carbon Monoxide Yield of U.S. Cigarettes: Informe del Comité Ad Hoc del NCI. Monografía #7 sobre el tabaquismo y el control del tabaco. Dr. R. Shopland (Ed.). Darby, PA: Diane Publishing Co, 1996. En algunas modalidades, generalmente se usa primero una temperatura más baja con la temperatura que aumenta con el tiempo para mantener una concentración de suministro de nicotina deseada de una fuente de nicotina. En otras modalidades, se mantiene una temperatura constante durante el uso. En algunas modalidades, la temperatura se eleva a un máximo de 100 grados C, un máximo de 70 grados C, un máximo de 80 grados C, o la temperatura se eleva a 80 ± 5 grados C. Por ejemplo, el portador gaseoso o los materiales vegetales pueden calentarse a 60 grados C para facilitar la liberación sostenida de nicotina y el suministro en múltiples bocanadas en un intervalo de concentración de nicotina deseado (por ejemplo, 20-50 microgramos por bocanada). En algunas modalidades, el control de la temperatura puede efectuarse mediante un elemento de control de la temperatura. Dichos elementos pueden ser cualquier mecanismo conocido capaz de alcanzar la temperatura objetivo deseada para el portador gaseoso, la nicotina y/o el compuesto para formar partículas que comprende nicotina.

En modalidades particulares, la misma técnica que se usa para alcalinizar la fuente de nicotina (por ejemplo, tabaco) con óxido de calcio o hidróxido de calcio o hidróxido de sodio o bicarbonato de sodio o carbonato de potasio o hidróxido de potasio, por lo tanto, aumenta la formación de vapor de nicotina, también puede usarse para calentar el tabaco, lo que aumenta aún más la liberación de nicotina. Por ejemplo, el hidróxido de sodio, cuando se disuelve en agua, libera calor mediante una reacción exotérmica.

La presente invención proporciona métodos no terapéuticos para suministrar nicotina a partir de fuentes de nicotina de productos naturales que comprenden tabaco a temperaturas por debajo de 150 grados C. Estas modalidades de temperatura relativamente baja en general tienen la ventaja de reducir la complejidad de los compuestos que se liberan de la fuente de nicotina. Por ejemplo, las nitrosaminas específicas del tabaco, tales como 4-(metilnitrosamino) -l-(3-piridil) -l-butanona (NNK) y N’-nitrosonornicotina (NNN), son carcinógenos sospechosos. Ver Hecht, SS; Hoffmann, D. Tobacco-specific nitrosamines, an important group of carcinogens in tobacco and tobacco smoke. Carcinogénesis. 1988; 9:875884. Estos compuestos tienen puntos de ebullición conocidos superiores a 150 grados C. Ver Some Tobacco-specific N-Nitrosamines, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Human, IARC Monographs, Volume 89 (2007); ISBN-139789283212898. Las modalidades de baja temperatura de la presente invención que operan por debajo de 150 grados C, preferentemente por debajo de 100 grados C, como a 80 ± 5 grados C, pueden por primera vez producir suficiente vapor de nicotina a partir del tabaco para suministrar dosis de nicotina por cada “bocanada” de 35 centímetros cúbicos de volumen. lo que evita el aumento de volatilización de nitrosaminas específicas del tabaco que se produce por encima de su punto de ebullición (por ejemplo, por encima de 150 grados C). La importancia de las modalidades de baja temperatura para reducir el número de compuestos liberados se demuestra en el Experimento 10 a continuación. Una modalidad de baja temperatura se prueba para la liberación de compuestos nitrogenados. La modalidad de baja temperatura se compara con un cigarrillo comercial típico. Como se muestra y se conoce bien, el humo del cigarrillo contiene una mezcla compleja de compuestos que contienen nitrógeno tales como las nitrosaminas específicas del tabaco discutidas anteriormente. La modalidad de baja temperatura que se prueba suministra nicotina mientras que virtualmente elimina la liberación de otros compuestos que contienen nitrógeno que se ven en el humo del cigarrillo. La importancia de la baja temperatura se demuestra aún más en comparación con el sistema Accord sin combustión de alta temperatura. Accord usa un calentador eléctrico para elevar la temperatura del tabaco a aproximadamente 510 grados C (950 grados F). Holzman, D. “Safe Cigarette Alternatives? Industry Critics Say 'Not Yet'” Journal of the National Cancer Institute 1999 91(6):502-504; doi:10,1093/jnci/91,6,502. Esta temperatura está muy por debajo del punto de combustión del tabaco (aproximadamente 1650 °F). Como se podría predecir a partir de la discusión anterior con respecto a las nitrosaminas específicas del tabaco, el sistema Accord aún suministra una combinación compleja de compuestos nitrogenados (aunque claramente menos que la que se observa en el humo de tabaco). En comparación con el sistema Accord, las modalidades de baja temperatura que se describen en la presente descripción representan un claro avance para reducir la complejidad de los compuestos nitrogenados coliberados en un sistema de suministro de nicotina basado en tabaco. Estas modalidades también tienen la ventaja de reducir o eliminar la corriente secundaria y/o el humo de segunda mano.

Dispositivos

Los métodos no terapéuticos que se describen en la presente descripción se llevan a cabo generalmente mediante el uso de dispositivos de suministro especialmente adaptados que se configuran para llevar a cabo los métodos no terapéuticos que se describen en la presente descripción durante el funcionamiento del dispositivo. Un experto en la técnica podrá diseñar y producir una variedad de dispositivos de suministro mediante el uso de la guía anterior. Sin embargo, los inventores proporcionan en la presente descripción una serie de configuraciones de dispositivos de suministro para ilustrar más los métodos no terapéuticos en la presente descripción y su aplicación práctica mediante ejemplos específicos. Las modalidades preferidas del dispositivo de suministro son sistemas de suministro pulmonar. Los sistemas de suministro pulmonar tienen la capacidad de suministrar dosis consistentes con tamaño de partícula adecuado y variabilidad de tamaño de partícula baja, al pulmón profundo. De las diversas tecnologías de suministro de fármacos no invasivas disponibles, incluidas las inyecciones nasales, transdérmicas, bucales y sin aguja, el suministro pulmonar ofrece un potencial único para la valoración precisa de la dosis, la absorción rápida y la alta biodisponibilidad para mejorar el suministro de los compuestos existentes.

Modos de realización de la invención

Selección de un diseño experimental adecuado para la formación de aerosol de nicotina a base de tabaco

Se probaron varios diseños experimentales como se describe a continuación para evaluar la generación de partículas de aerosol al permitir que el vapor ácido reaccione instantáneamente con el vapor base.

Experimento #1: ácido pirúvico sobre tabaco en polvo complementado con base de nicotina

Objetivo: Los experimentos actuales se diseñaron para investigar el suministro de nicotina en forma de aerosol cuando el vapor de ácido pirúvico pasó sobre la mezcla de tabaco que se complementó con base de nicotina al 20 % p/p del peso del tabaco seco

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: El tabaco de 2 cigarrillos Marlboro Lights se trituró en un mortero para producir un polvo grueso de tabaco y se transfirió a un tubo de ensayo de brazo lateral. El peso del polvo fue de 1,34 g y se agregaron al polvo aproximadamente 268 pL de base de nicotina (20 % con respecto al peso del polvo seco). El polvo se mezcló a fondo (mediante el uso de una espátula) con la base de nicotina que se añadió. El volumen de base de nicotina era pequeño en comparación con la masa de polvo y, por tanto, el polvo no se saturó de nicotina.

Ácido pirúvico: Se midieron aproximadamente 2 mL de ácido pirúvico en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral para cada experimento y se introdujo el flujo de aire a través de una pipeta Pasteur.

Procedimiento de la prueba: Para este experimento se usaron dos tubos de vidrio de brazo lateral idénticos (tubo A y B). El tubo A tenía aproximadamente 2 mL de ácido pirúvico y el tubo B tenía una mezcla de tabaco (tabaco en polvo complementado con base de nicotina al 20 % p/p). Los vapores de ácido pirúvico (del tubo A) se pasaron sobre la mezcla de tabaco (tubo B) y la salida del tubo B se conectó a un filtro Cambridge para recolectar el producto de reacción al extraer un volumen de aire de 35 cc durante 2 segundos (intervalo de 5 segundos) por 10 veces (10 bocanadas) o 20 veces (20 bocanadas) mediante el uso de una bomba de jeringa automática. La formación de vapor en el tubo A se mejoró al burbujear aire a través de una pipeta de vidrio unida a él.

Resultados:

Se observó una densa formación de nubes al pasar el vapor de ácido pirúvico sobre la mezcla de tabaco en polvo complementado con base de nicotina al 20 % p/p. Las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 1.

Tabla 1.El vapor de ácido pirúvico pasó sobre tabaco en polvo complementado con base de nicotina al 20 % a temperatura ambiente

Discusión:

El suministro de nicotina en las primeras 10 bocanadas (media de 24,88 pg/bocanada) con una densa formación de nubes visibles que se observan durante el experimento sugiere que usar tabaco en polvo complementado con base de nicotina al 20 % p/p es una estrategia exitosa para obtener el suministro objetivo (mínimo de 10 pg/bocanada) de nicotina en forma de aerosol. Sin embargo, se observó un drástico fenómeno de caída desde el número de bocanadas 11 al 50, aunque había una cantidad significativa de nicotina en el tubo de ensayo (268 mg de nicotina). La caída podría deberse a un volumen insuficiente de base de nicotina (relación líquido/polvo) para cubrir/humedecer toda la cantidad de tabaco en polvo que provocó una distribución incorrecta. Para que la cantidad agregada de base de nicotina esté disponible en la superficie para formar un aerosol con vapor de ácido pirúvico, agregamos aproximadamente 2 mL de una solución saturada de carbonato de potasio en el tubo de ensayo de vidrio que tenía el tabaco en polvo complementado con nicotina al 20 % p/p y recolectó 50 bocanadas. El suministro de nicotina fue constante sin ninguna caída drástica y también el suministro medio de nicotina se duplicó (aproximadamente 14 vs. 7 pg/bocanada). Los datos indican que el tabaco en polvo debe humedecerse o empaparse con un medio alcalino para el suministro de nicotina sostenido con ácido pirúvico.

Experimento #2: ácido pirúvico sobre una mezcla alcalina de tabaco complementado con base de nicotina al 20 % Objetivo:

Los experimentos actuales se diseñaron para investigar el suministro de nicotina en forma de aerosol cuando el vapor de ácido pirúvico pasó sobre la mezcla de tabaco que se complementó con base de nicotina al 20 % p/p del peso del tabaco seco y se alcalinizó con una solución saturada de cal (óxido de calcio).

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 1,5 g de tabaco de cigarrillos Marlboro Lights se trituraron y se mezclaron con 300 ul de base de nicotina (20 % p/p de tabaco en polvo). Después de esperar 10 minutos, la mezcla se transfirió a un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral y se trató con 5 mL de solución saturada de óxido de calcio. Se dejó reposar la mezcla durante 2 horas a temperatura ambiente y se midió el pH. El pH de la mezcla de tabaco complementado con nicotina fue de 11,91.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía 1,5 g de tabaco en polvo de cigarrillos, 300 pL de base de nicotina y 5 mL de una solución saturada de óxido de calcio.

Resultados:

Se observó la formación visible de partículas de nicotina y las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 2.

Tabla 2.El vapor de ácido pirúvico pasó sobre una mezcla alcalina de tabaco complementado con base de nicotina al 20 % a temperatura ambiente

Discusión:

Los datos sobre el suministro de nicotina demostraron claramente que el suministro de nicotina mejoró cuando el tabaco en polvo complementado con nicotina al 20 % se empapó con una solución saturada de óxido de calcio. El pH más alto probablemente favoreció un aumento en la formación de aerosoles de nicotina. Además, el suministro de nicotina fue consistente con una variabilidad aceptable para al menos 50 bocanadas.

Experimento #3: ácido pirúvico sobre mezclas alcalinas de tabaco complementado con base de nicotina al 10 % Objetivo:

La reacción entre el agua y los gránulos de hidróxido de sodio es exotérmica y, por lo tanto, planteamos la hipótesis de que el aumento de temperatura debido a la reacción exotérmica mejoraría el suministro de nicotina. Por lo tanto, nuestro objetivo era aprovechar el calor que se generó (in-situ) por la reacción exotérmica para mejorar el suministro de aerosol de nicotina. Como experimento preliminar, comenzamos con base de nicotina al 10 % p/p agregada al tabaco en polvo.

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 750 mg de tabaco de un cigarrillo Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con base de nicotina al 10 % (75 pL). Se trituraron aproximadamente 2 gm de gránulos de hidróxido de sodio (polvo grueso) y se mezclaron con el tabaco en polvo en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral. Luego, se agregaron 3 mL de agua al tubo de ensayo de brazo lateral y se midieron la temperatura y el pH como 60 °C y 8,7, respectivamente.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía 750 mg de tabaco en polvo de un cigarrillo, 75 pL de base de nicotina y 3 mL de agua destilada.

Resultados:

Se observó la formación visible de partículas y la cantidad media de nicotina que se suministra en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporciona en la Tabla 3.

Tabla 3. El vapor de ácido pirúvico pasó sobre mezclas alcalinas de tabaco complementado con base de nicotina al 10 % a temperatura ambiente.

Discusión:

Los datos sobre el suministro de nicotina demostraron que la reacción exotérmica mejoró el suministro de nicotina, al permitir una reducción en el complemento de nicotina del tabaco del 20 % al 10 %. En otras palabras, el complemento de nicotina al 10 % del tabaco en combinación con calor (por reacción exotérmica) produjo un suministro de nicotina similar a la del tabaco complementado con nicotina al 20 % a temperatura ambiente. Los resultados actuales son muy alentadores, ya que se ha informado que algunas especies de tabaco contienen de 8 a 10 % de nicotina en la hoja. Por lo tanto, debería ser posible obtener la formación de aerosoles de nicotina mediante el uso de las hojas de tabaco natural en lugar del tabaco complementado con nicotina al 10 %. El patrón lineal de caída en el experimento actual puede correlacionarse con el descenso de la temperatura (suministro dependiente de la temperatura) de la mezcla de tabaco. Esta caída podría, de conformidad con la hipótesis, compensarse al mantener la temperatura durante todo el experimento.

Experimento #4: ácido pirúvico sobre tabaco alcalinizado complementado con base de nicotina al 10 % calentado Objetivo:

Diseñamos este experimento para investigar el efecto de la temperatura en el suministro de nicotina. En este experimento, un baño de agua sirvió como fuente de calor para calentar la mezcla de tabaco que se había complementado con base de nicotina al 10 % p/p.

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 750 mg de tabaco de cigarrillos Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con base de nicotina al 10 % (75 pL). Se trituraron aproximadamente 2 gm de gránulos de hidróxido de sodio (polvo grueso) y se mezclaron con el tabaco en polvo en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral. Luego, se agregaron 3 mL de agua al tubo de ensayo de brazo lateral y se midió que la temperatura era de 60 °C. El pH de la mezcla de tabaco complementado con nicotina fue de 8,7.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía 750 mg de tabaco en polvo de un cigarrillo, 75 pL de base de nicotina y 3 mL de agua destilada y el tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral se sumergió en un baño de agua. La temperatura del baño de agua osciló de 88 a 96,2 °C para el experimento.

Resultados:

Se observó una formación visible de partículas de nicotina. Los resultados experimentales sobre las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 4.

Tabla 4. El vapor de ácido pirúvico pasó sobre una mezcla de tabaco complementado con base de nicotina al 10 % calentada

Discusión:

Los datos sobre el suministro de nicotina mostraron que el calor mejoró drásticamente el suministro de nicotina. Aunque existe cierta variabilidad en el suministro de nicotina, no existe un patrón lineal de caída. Por lo tanto, es seguro concluir que la aplicación de calor al tabaco complementado con nicotina mejoró significativamente el suministro de aerosol de nicotina y también ayudó a disminuir la caída.

Experimento #5: ácido pirúvico sobre tabaco alcalinizado complementado con base de nicotina al 5 % calentado Objetivo:

Diseñamos este experimento para investigar el efecto de la temperatura en la liberación de nicotina cuando el vapor de ácido pirúvico pasó sobre el tabaco que se complementó con base de nicotina al 5 % p/p.

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 750 mg de tabaco de un cigarrillo Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con base de nicotina al 5 % (37,5 pL). Se trituraron aproximadamente 2 gm de gránulos de hidróxido de sodio (polvo grueso) y se mezclaron con el tabaco en polvo en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral. Luego, se agregaron 3 mL de agua al tubo de ensayo de brazo lateral y se midió que la temperatura era de 80 °C. El pH de la mezcla de tabaco complementado con nicotina fue de 8,7.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía 750 mg de tabaco en polvo de un cigarrillo, 37,5 pL de base de nicotina y 3 mL de agua destilada y el tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral se sumergió en un baño de agua. La temperatura del baño de agua varió de 87,2 a 88,5 °C para el experimento.

Resultados:

Se observó una formación visible de partículas de nicotina. Los resultados experimentales sobre las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 5.

Tabla 5. El vapor de ácido pirúvico pasó sobre una mezcla alcalina de tabaco complementado con base de nicotina al 5 % calentada

Discusión:

Los datos sobre el suministro de nicotina mostraron que el calor mejoró drásticamente el suministro de nicotina. La cantidad media de suministro de aerosol de nicotina en el experimento actual (con un complemento de base de nicotina al 5 %) es comparable al tabaco complementado con nicotina al 10 %. Aunque existe cierta variabilidad en el suministro de nicotina, no existe un patrón lineal de caída. Por lo tanto, la aplicación de calor al tabaco complementado con nicotina ha mejorado significativamente el suministro de aerosol de nicotina y también ha ayudado a disminuir la caída. Además, es posible lograr un mayor suministro de aerosol de nicotina incluso con un complemento de base de nicotina al 5 %. Este es un resultado importante ya que se ha informado que muchas de las especies de tabaco tienen aproximadamente un 5 % de nicotina en sus hojas.

Experimento #6: ácido pirúvico sobre tabaco alcalinizado calentado

Objetivo:

Los resultados experimentales anteriores (Experimento #5) han demostrado que el suministro de aerosol de nicotina se ha mejorado esencialmente incluso con un complemento de base de nicotina al 5 % p/p. Por lo tanto, decidimos realizar el experimento actual con tabaco en polvo sin ningún complemento de base de nicotina para ver si hay alguna formación significativa de aerosol de nicotina.

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 750 mg de tabaco de un cigarrillo Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con aproximadamente 2 gm de polvo de hidróxido de sodio en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral. Luego, se agregaron 3 mL de agua a la mezcla de tabaco e hidróxido de sodio (la temperatura de la reacción exotérmica entre el hidróxido de sodio y el agua se midió como 80 °C). El pH de la mezcla de tabaco fue de 8,4.

Ácido pirúvico. Se midieron aproximadamente 2 mL de ácido pirúvico en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral para cada experimento y se introdujo el flujo de aire a través de una pipeta Pasteur.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía 750 mg de tabaco en polvo de cigarrillo y 2 g de hidróxido de sodio y 3 mL de agua destilada; y el tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral se sumergió en un baño de agua. La temperatura del baño de agua varió de 85,5 a 88,5 °C para el experimento.

Resultados:

Se observó una formación visible de partículas de nicotina. Los resultados experimentales sobre las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 6.

Tabla 6.El vapor de ácido pirúvico pasó sobre una mezcla de tabaco calentada con pH de 8,4

Discusión:

La cantidad media de suministro de aerosol de nicotina en el experimento actual (sin complemento de base de nicotina) es muy significativa y no hay un patrón lineal de caída en el suministro de nicotina durante 60 bocanadas. Parece probable que el calor sirva para mejorar la evaporación de la nicotina y también ayudar a disminuir la caída del suministro de nicotina (lo que se observó en las condiciones experimentales de temperatura ambiente).

Experimento #7: Ácido pirúvico sobre tabaco alcalinizado calentado con ph de 10

Objetivo:

Diseñamos el experimento actual en base a la teoría de que el aumento de la concentración de nicotina no protonada (sin ionizar) podría lograrse en la mezcla de tabaco al aumentar el pH a 10. Por lo tanto, la nicotina sin ionizar facilitaría la formación de aerosoles de nicotina con ácido pirúvico.

Materiales y métodos:

Mezcla de tabaco: Aproximadamente 750 mg de tabaco de un cigarrillo Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con aproximadamente 2 gm de polvo de hidróxido de sodio en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral. Luego, se agregaron 3 mL de agua a la mezcla de tabaco e hidróxido de sodio (la temperatura de la reacción exotérmica entre el hidróxido de sodio y el agua se midió como 80 °C). El pH de la mezcla de tabaco se ajustó a 10 mediante la adición de una solución saturada de carbonato de potasio y el volumen final de la mezcla de tabaco se aumentó a 11 mL.

Procedimiento de la prueba: Aquí se siguió el método que se describe en el Experimento #1, excepto que el tubo B contenía aproximadamente 3 mL de la mezcla de tabaco (pH 10) y el tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral se sumergió en un baño de agua caliente donde la temperatura osciló entre 91,3 y 93,1 °C.

Resultados:

Se observó una formación visible de partículas de nicotina. Los resultados experimentales sobre las cantidades medias de nicotina que se suministran en cada una de las 10 bocanadas de volumen de 35 cc se proporcionan en la Tabla 7.

Tabla 7. El vapor de ácido pirúvico pasó sobre una mezcla de tabaco calentada con pH de 10

Discusión:

El suministro de nicotina en el experimento actual es significativamente más alto que en el experimento anterior (donde el pH de la mezcla de tabaco era de 8,4). También es interesante observar que se encontró que los suministros de nicotina eran sustanciales incluso cuando se permitió que una porción de la mezcla de tabaco reaccionara con el vapor de ácido pirúvico. Por lo tanto, el ajuste del pH (preferentemente un pH más alto) en la mezcla de tabaco es crítico para hacer que la nicotina del tabaco esté disponible en forma no protonada o sin ionizar para que la reacción con el ácido produzca un mayor suministro de nicotina en el aerosol. Es plausible concluir que la combinación de calor y aumento del pH (mediante el uso de hidróxido de sodio y/o bicarbonato de sodio o carbonato de potasio o hidróxido de potasio u óxido de calcio o hidróxido de calcio) en la mezcla de tabaco sería un enfoque apropiado para obtener una mejor formación de aerosol de nicotina con ácido pirúvico.

Experimento #8: Investigación de la formación de aerosol de tabaco con ácido pirúvico en un dispositivo miniaturizado/tamaño de cigarrillo (10 cm de largo y 8 mm de id)

Objetivo:

El experimento actual se llevó a cabo para diseñar un dispositivo del tamaño de un cigarrillo. Por lo tanto, intentamos traducir el diseño del laboratorio a un tamaño y forma apropiados para el uso del consumidor.

Materiales y métodos

Materiales de matriz que se usaron:

Se usaron muestras de mecha de ambientador (fibra X-40495 de Porex Technologies) como matriz en la que se cargó ácido pirúvico y una versión laminada de malla de acero inoxidable (70 S/Steel Mesh, TSI Filtration Technologies, Sanford, NC 27332) con una dimensión de 4 mm de ID y 6 cm de largo como barrera entre la mezcla de tabaco humedecida y alcalinizada y el flujo de aire de ácido pirúvico.

Mezcla de tabaco que se usó:

Aproximadamente 750 mg de tabaco de un cigarrillo Marlboro Lights se trituraron hasta obtener un polvo grueso y se mezclaron con aproximadamente 2 gm de polvo grueso de hidróxido de sodio y se humedecieron con 1,5 mL de agua destilada en un vaso de precipitados de vidrio.

Diseño experimental:

Se cargó un pedazo de mecha de ambientador con 200 pL de ácido pirúvico (elemento de la fuente de ácido pirúvico). La malla de acero inoxidable laminado (lámina de acero inoxidable) con arandelas de teflón en ambos extremos se insertó en un tubo de teflón de 8 mm de ID y 10 cm de largo (alojamiento externo). La mezcla de tabaco humedecida y alcalinizada se empaquetó entre el alojamiento externo y la lámina de acero inoxidable al hacer una abertura longitudinal de 4 cm de longitud en el alojamiento exterior de teflón (elemento de la fuente de tabaco). La abertura longitudinal se cerró al enrollar cinta de teflón y cinta de Parafilm de manera que no hubiera fugas. El espacio entre el elemento de la fuente de ácido pirúvico y el elemento de la fuente de tabaco era de 2 cm. La disposición de los elementos de las fuentes fue de tal manera que un volumen medido de aire (35 cc con una duración de 2 segundos y un intervalo entre bocanadas de 5 segundos durante 10 veces) que se extrajo por una bomba de jeringa automática viajó primero a través del elemento de la fuente de ácido pirúvico y luego a través del elemento de la fuente de tabaco para formar un aerosol. El extremo proximal del dispositivo se conectó a una bomba de jeringa automática que contenía un filtro Cambridge para recolectar los productos de aerosol. Para el experimento de temperatura elevada (65-75 °C), el dispositivo de 6 cm de largo (que solo tenía un elemento de la fuente de tabaco) se enrolló con una cinta térmica que se conectó a un termostato. El dispositivo se calentó/equilibró durante 3 minutos antes del muestreo.

Resultados:

Las muestras se analizaron para determinar el contenido de nicotina y se informaron en la Tabla 8 y la Tabla 9.

Tabla 8.Suministro de nicotina en un experimento de dispositivo miniaturizado a temperatura ambiente

Tabla 9.Suministro de nicotina en un experimento de dispositivo miniaturizado a temperatura elevada

Discusión:

Los datos indican que cuando tanto el ácido como la base se cargaron en una matriz, en este caso, el ambientador para el ácido y la malla de acero inoxidable laminado para la fuente de tabaco, se obtuvo un suministro de nicotina comparable a la del aparato experimental que se usó en el Experimento 7. Además, la condición de temperatura elevada (65-75 °C) aumentó drásticamente el suministro de nicotina (aproximadamente 10 veces) en comparación con el suministro de nicotina en condiciones ambientales.

Experimento #9: Determinación del tamaño de las partículas de aerosol que se generaron por la nicotina en mezclas alcalinizadas de tabaco y ácido pirúvico mediante el uso de un impactor en cascada

Se agregaron aproximadamente 2 mL de ácido pirúvico en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral (tubo con ácido) y aproximadamente 750 mg de tabaco en polvo de un cigarrillo Marlboro Lights y 2 gm de hidróxido de sodio o hidróxido de calcio o polvo de hidróxido de potasio en otro tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral; y se agregaron aproximadamente 3 mL de agua al tubo de ensayo (tubo con mezcla de tabaco). El tubo con ácido se conectó al tubo con mezcla de tabaco de forma secuencial donde el vapor de ácido pasó sobre la mezcla de tabaco. El tubo con mezcla de tabaco se conectó a un Impactador en cascada, que tenía 7 etapas (como etapa 3, 4, 5, 6, 7, 8 y filtro). La salida del Impactador en cascada se conectó a una almohadilla de filtro Cambridge (filtro de respaldo) para recolectar el producto de aerosol al extraer un volumen de aire de 35 cc con una duración de 2 segundos (a intervalos de 5 segundos) durante 100 veces (100 bocanadas) mediante el uso de una bomba de jeringa automática. Se evaluó el contenido de nicotina de cada etapa del Impactador en cascada y se calculó el diámetro aerodinámico mediano de masa (MMAD) de las partículas de aerosol y los resultados se proporcionan en la Tabla 10.

Tabla 10. Determinación del tamaño de las partículas de aerosol de tabaco

Experimento #10: Investigación cualitativa de compuestos químicos (compuestos que contienen nitrógeno) en las muestras que se obtienen de aerosol de tabaco, cigarrillos electrónicos ruyan, cigarros ruyan, cigarrillos accord y cigarrillos marlboro lights

Objetivo:

El experimento actual fue un intento preliminar de identificar el número de compuestos químicos (compuestos que contienen nitrógeno) en el aerosol de tabaco en comparación con algunos sistemas o dispositivos de suministro de nicotina disponibles comercialmente.

Materiales y métodos:

Recolección de aerosol de tabaco: El vapor de ácido pirúvico de aproximadamente 2 mL de ácido pirúvico en un tubo de ensayo de vidrio de brazo lateral (tubo con ácido) se pasó sobre otro tubo de ensayo de brazo lateral que contenía aproximadamente 750 mg de tabaco en polvo de un cigarrillo Marlboro Lights, 2 gm de hidróxido de sodio y 3 mL de agua. El último tubo se conectó a una bomba de jeringa automática a través de un filtro Cambridge para recoger 10 bocanadas (35 cc, 2 segundos de duración y 5 segundos de intervalo entre bocanadas). El filtro Cambridge se empapó en 5 mL de metanol y se extrajo para obtener el extracto de aerosol de tabaco.

Recolección de muestras de productos comerciales: El cigarrillo Accord se insertó en un sistema de calentamiento Accord y el lado del filtro se conectó a una bomba de jeringa automática. Del mismo modo, la boquilla del cigarrillo electrónico Ruyan, el cigarro Ruyan y el filtro de un cigarrillo Marlboro Lights (después de ignición) se conectaron a la bomba de jeringa automática y se recolectaron 10 bocanadas (35 cc, 2 segundos de duración y 5 segundos de intervalo entre bocanadas) en un filtro Cambridge de cada dispositivo. El filtro Cambridge se empapó en 5 mL de metanol y se extrajo para obtener extracto de cigarrillo Accord, extracto de cigarrillo electrónico Ruyan, extracto de cigarro Ruyan y extracto de cigarrillo Marlboro.

Instrumentación: Aproximadamente 1 pL de extracto de aerosol de tabaco, extracto de cigarrillo electrónico Ruyan, extracto de cigarro Ruyan, extracto de cigarrillo Accord y extracto de cigarrillo Marlboro se inyectó individualmente en un sistema de cromatografía de gases (Agilent GC-HP6890 Series con NPD). Los parámetros para todas las inyecciones de muestra fueron idénticos.

Resultados:

Los cromatogramas de iones totales (TIC) de las muestras analizadas (extracto de aerosol de tabaco, extracto de cigarrillo electrónico Ruyan, extracto de cigarro Ruyan, extracto de cigarrillo Accord y extracto de cigarrillo Marlboro) se presentan en las siguientes imágenes.

Imagen 1. Cromatograma de iones totales del extracto de aerosol de tabaco

Imagen 2. Cromatograma de iones totales del extracto de cigarrillo electrónico Ruyan

Imagen 3. Cromatograma de iones totales del extracto de cigarro Ruyan

Imagen 4. Cromatograma de iones totales del extracto de cigarrillo Accord

Imagen 5. Cromatograma de iones totales del extracto de cigarrillo Marlboro

Discusión:

La ilustración gráfica (el eje x es el tiempo de retención y el eje y es el factor de respuesta) del cromatograma de iones totales (TIC) del extracto de aerosol de tabaco ha demostrado claramente que el extracto tiene dos picos para los compuestos que contienen nitrógeno. Si bien sabíamos que el pico en el tiempo de retención 3,8 es para la nicotina, la sustancia responsable del otro pico en el tiempo de retención 6,16 no está identificada. Con base en las TIC cualitativas, está muy claro que el extracto de aerosol de tabaco es el más puro, mientras que el extracto de cigarrillo Marlboro es la mezcla más compleja de compuestos que contienen nitrógeno. Además, ciertos compuestos que contienen nitrógeno se han relacionado con los efectos cancerígenos en los fumadores; el aerosol de tabaco evitará el suministro de estos compuestos cancerígenos. A partir de estos resultados experimentales, puede concluirse que el aerosol de tabaco es un sistema superior de suministro de nicotina con una cantidad insignificante de otros productos químicos que contienen nitrógeno en comparación con la técnica anterior.

Dispositivos ilustrativos adaptados para su uso con los métodos en la presente descripción

Los dispositivos de suministro de algunas modalidades comprenden un alojamiento que simula un artículo para fumar tabaco. El alojamiento puede simular el tamaño, la forma y/o la configuración de cualquier artículo que se usa para fumar tabaco. Los ejemplos no limitativos de artículos para fumar de conformidad con la presente invención incluyen cigarrillos, cigarros y pipas.

Los dispositivos de suministro de algunas modalidades comprenden un alojamiento que simula un dispositivo de inhalación farmacéutico. El alojamiento puede simular el tamaño, la forma y/o la configuración de cualquier dispositivo farmacéutico que se usa para la inhalación. Los ejemplos no limitativos de dispositivos de inhalación farmacéuticos de conformidad con la presente invención incluyen, inhaladores de dosis medidas, inhaladores de dosis medidas presurizados, inhaladores de polvo seco, nebulizadores e inhaladores de base líquida.

Dispositivos ilustrativos

La figura 1 es un esquema simplificado de un dispositivo que no está conforme con la invención para su uso en un proceso de formación de partículas en paralelo. La pared exterior 90 del dispositivo puede ser un material aislante flexible, tal como una hoja de aluminio reflectante y/o un material deformable que define dos paredes concéntricas con una barrera de aire o vacío entre ellas. Los compartimentos 100 y 110 contienen la fuente de nicotina de producto natural y la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina, respectivamente. Estos se separan por una pared divisoria 120. El portador gaseoso entra en los compartimentos 100 y 110 a través de las aberturas 130 y 140, respectivamente, recoge el vapor de nicotina y el compuesto formador de partículas y los transporta a la cámara de mezcla 150 donde los deflectores opcionales 160 crean turbulencia para la mezcla. Las partículas de nicotina resultantes pasan luego a través del compartimento opcional 170 que puede tener un filtro 180 para, por ejemplo, remover el compuesto que no ha reaccionado para formar partículas que comprenden nicotina. Las partículas que comprenden nicotina luego se transportan por el portador gaseoso fuera de la abertura 185. El elemento 190 es la fuente de compuesto para formar partículas que comprende nicotina. El elemento de la fuente 190 puede ser, por ejemplo, un tapón de fibra ePTFE saturado con ácido pirúvico. La fuente de nicotina 200 es en esta modalidad un tapón de tabaco finamente cortado o molido que se une por un revestimiento de malla flexible 205 que tiene poros de 3-5 micrómetros. Dentro del tabaco hay compuestos alcalinizantes en polvo 210 como el NaOH en este ejemplo. También se reviste con la fuente de nicotina 200 una ampolla 220 de agua o una solución acuosa tal como agua saturada con NaCl. La ampolla 220 se adapta para romperse al aplicar presión para deformar la pared exterior 90 y comprimir el revestimiento 205. Esto libera el agua que disuelve el compuesto alcalinizante de NaOH 210. Esta reacción es generalmente exotérmica y, por tanto, contribuye calor para aumentar aún más la liberación de nicotina. El uso de la reacción química como fuente de calor será generalmente en modalidades en las que la pared exterior 90 del dispositivo es un material aislante flexible. La temperatura también puede controlarse opcionalmente por láminas de elementos de calentamiento flexibles 230 y 240, los compartimentos de revestimiento 100 y 110 y/o un elemento de calentamiento integral para la pared divisoria 120. Los elementos de calentamiento generalmente serán alimentados por una batería 250. Para almacenamiento a largo plazo (por ejemplo > 90 días), el dispositivo puede adaptarse para sellarse o resellarse en las aberturas 130, 140 y 185. En configuraciones alternativas de conformidad con la invención, los compartimentos 100 y 110 pueden disponerse en secuencia lineal de manera que un portador gaseoso pase a través de uno y luego el siguiente en sucesión antes de entrar en la cámara de mezcla 150.

Las Figuras 2A-C muestran un dispositivo ilustrativo que tiene una configuración secuencial con la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (ácido pirúvico) y luego la fuente de nicotina de producto natural (tabaco). Los detalles de este dispositivo se describen en la discusión del Experimento #8 anterior y en los textos de las figuras.

Aplicabilidad industrial

Los dispositivos y métodos no terapéuticos en la presente descripción son útiles como un sistema de suministro de nicotina general alternativo en lugar de la combustión del tabaco o productos de alta temperatura (más de 150 grados C).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para suministrar nicotina a un sujeto, el dispositivo que comprende un alojamiento (10), el alojamiento (10) que comprende:

a) una entrada (40) y una salida (50) en comunicación entre sí y adaptadas de manera que un portador gaseoso pueda pasar al alojamiento a través de la entrada (40), a través del alojamiento (10) y salir del alojamiento (10) a través de la salida (50), el dispositivo que comprende desde la entrada (40) hasta la salida (50):

b) una primera área interna en comunicación con la entrada (40), la primera área interna que comprende o bien una fuente de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30), o una fuente de nicotina de producto natural (20),

d) opcionalmente, una tercera área interna en comunicación con la segunda área interna y la salida (50),

a. en donde la fuente de nicotina de producto natural (20) comprende tabaco y una sustancia alcalina añadida.

2. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera área interna comprende la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30) y la segunda área interna comprende la fuente de nicotina de producto natural (20).

3. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30) comprende un elemento de adsorción con el compuesto para formar partículas que comprende nicotina adsorbida en el mismo.

4. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la sustancia alcalina se selecciona del grupo que consiste en óxido de calcio, hidróxido de calcio, hidróxido de sodio, bicarbonato de sodio, hidróxido de potasio y carbonato de potasio.

5. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, que comprende además un primer depósito en comunicación con la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30), el primer depósito que comprende el compuesto para formar partículas que comprende nicotina.

6. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30) comprende una pluralidad de áreas internas que comprenden dos o más compuestos precursores.

7. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 6, en donde el compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende cloruro de amonio y los dos o más compuestos precursores incluyen amoníaco y cloruro de hidrógeno.

8. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -7, en donde el compuesto para formar partículas que comprende nicotina comprende un ácido.

9. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, en donde el ácido es un ácido orgánico.

10. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, en donde el ácido es un 2-cetoácido.

11. Un dispositivo de conformidad con la reivindicación 10, en donde el ácido se selecciona del grupo que consiste en ácido 3-metil-2-oxovalérico, ácido pirúvico, ácido 2-oxovalérico, ácido 4-metil-2-oxovalérico, ácido 3-metil-2-oxobutanóico, ácido 2-oxooctanóico y sus combinaciones.

12. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde el alojamiento (10) simula un producto de tabaco.

13. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, que comprende la tercera área interna, la tercera área interna que comprende opcionalmente un elemento de turbulencia del portador gaseoso y/o un elemento de la fuente adicional.

14. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, que comprende además un elemento de área interna en comunicación con la salida (50) que comprende opcionalmente un agente purificador.

15. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en donde el tercer elemento de área interna comprende un agente saborizante.

16. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde la fuente de nicotina de producto natural (20) se calienta.

17. Un dispositivo de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en donde la temperatura de uno o más de a) la fuente de nicotina de producto natural (20), b) la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30) y/o c) el portador gaseoso está por debajo de 150 grados C, preferentemente por debajo de 100 grados C.

18. Un método no terapéutico de suministro de nicotina a un sujeto mediante inhalación, el método que comprende las etapas de:

a) primero, poner un portador gaseoso en comunicación con una fuente de un compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30), o una fuente de nicotina de producto natural (20),

b) segundo, poner el portador gaseoso en comunicación con la fuente que no se seleccionó para la etapa a), y

c) tercero, proporcionar el portador gaseoso que comprende la nicotina a un sujeto, en donde la fuente de nicotina de producto natural (20) comprende tabaco y una sustancia alcalina añadida.

19. Un método no terapéutico de conformidad con la reivindicación 18, que comprende las etapas de:

a) primero, poner el portador gaseoso en comunicación con la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30),

b) segundo, poner el portador gaseoso en comunicación con la fuente de nicotina de producto natural (20), y

c) tercero, proporcionar el portador gaseoso que comprende la nicotina a un sujeto.

20. Un método no terapéutico de conformidad con la reivindicación 18 o 19, en donde las partículas de nicotina que se forman tienen menos de 6 micrómetros de diámetro aerodinámico mediano de masa.

21. Un método no terapéutico de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 18-20, que comprende además la etapa de aumentar la temperatura de uno o más de a) la fuente de nicotina de producto natural (20), b) la fuente del compuesto para formar partículas que comprende nicotina (30) y/o c) el portador gaseoso.

22. Un método no terapéutico de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 18-21, en donde la fuente de nicotina de producto natural (20) se ha tratado para aumentar la liberación de nicotina de la fuente de nicotina de producto natural (20), mediante uno o más de los siguientes:

a) Minimizar la fuente de nicotina de producto natural (20) tal como cortar, picar o moler; b) Elevar el pH de la fuente de nicotina de producto natural (20) por encima del pH neutro, c) Mezclar u homogenizar la fuente de nicotina de producto natural (20) para producir una suspensión licuada, opcionalmente clarificada para remover parte o toda la materia de partículas visible;

d) Complementar la fuente de nicotina de producto natural (20) con base de nicotina; e) Tratar la fuente de nicotina de producto natural (20) con enzimas o detergentes para descomponer la celulosa que se contiene en el mismo con el fin de hacer que la nicotina esté más disponible para su liberación mediante volatilización u otros medios; f) Usar tamices moleculares u otros materiales secantes para reducir el contenido de agua de la fuente de nicotina de producto natural (20) con el fin de aumentar la concentración relativa de nicotina; y/o

g) Usar una solución con alto contenido de sal para extraer la nicotina.

23. Un método no terapéutico de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 18-22, que comprende complementar la fuente de nicotina de producto natural (20) con base de nicotina.

24. Un método no terapéutico de sustitución de producto de tabaco que comprende suministrar nicotina a un sujeto mediante un método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 18-23.