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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Offenbarung betrifft hauptsächlich
die Zuführung
eines Agens und insbesondere ein System zur Zuführung des Agens unter Verwendung
von tragbaren Aerosol-Vorrichtungen.
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Hintergrund
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Arzneimittel
und andere Agens werden seit vielen Jahren mit Nadeln und Spritzen
verabreicht. Nadeln und Spritzen haben eine Vielfalt von Problemen
für Patienten
und medizinisches Personal aufgeworfen, die Agens an die Patienten
verabreichen, einschließlich
Injektionssicherheit, Nadelstechverletzung, Anordnungsprobleme, Übertragung
durch blutübertragende
Krankheiten und Nadelengpässe
während
massiver Impfkampagnen. Der Austausch von Nadeln und Spritzen als
das primäre
Zuführvehikel für Agens
hat das Potential für
enorme Kosteneinsparungen, erhöhte
Sicherheit und Reduktion von biomedizinischen Abfällen.
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Derzeit
existieren wenigstens drei Verfahren zur Verabreichung von Agens
unter Verwendung von pulmonalen Zuführvorrichtungen, inklusive;
Vernebler, gemessene Dosierungs-Inhalatoren und Trockenpulver-Inhalatoren.
Ein Großteil
der Ausrüstung zur
Verwendung von Aeorsolzuführung
ist lästig
und wurde nicht breit zum Einsatz für viele Behandlungsmethoden
gebracht. Vernebler werden herkömmlich in
Krankenhäusern
zur Behandlung von Atemwegserkrankungen verwendet. In der Praxis
verwendet ein Vernebler komprimierte Gase, um eine Lösung des
Agens in feine Tröpfchen
umzuwandeln. Die Tröpfchen
werden dem Patienten verabreicht durch einen Luftstrom, den der
Patient durch ein Mundstück
oder eine Maske einatmet. Wenn der Patient atmet wird das Agens
den Lungen des Patienten zugeführt
und darin absorbiert.
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Typisch
sind Vernebler auf eine externe Quelle von komprimiertem Gas angewiesen,
um eine Lösung
des Agens in feine Tröpfchen
umzuwandeln. Als Folge von der Notwendigkeit einer externen Quelle
von komprimiertem Gas tendieren Vernebler dazu sperrig zu sein und
schwierig bewegbar zu sein. Ferner hängt die Effektivität eines
Verneblers von der richtigen Inhalation durch den Patienten ab,
was schwierig zu überwachen
sein kann und dem Patient beizubringen ist.
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Außerdem bleiben
Vernebler hinter einem adäquaten
Design zurück,
da sie dem zur Verfügung Stellen
einer konsistenten, uniformen Tröpfchengröße nicht
gerecht werden. Stattdessen produzieren Vernebler einen großen Bereich
von Tröpfchengrößen, oft
mit einer Tröpfchengröße, die
für die
Lungenabsorption zu groß ist.
Deshalb bekommt der Patient entweder zu wenig des Agens ab als es
notwendig ist oder der Vernebler muss mehr des Agens verabreichen,
als es notwendig ist, so dass wenigstens eine effektive Menge dem
Patienten zugeführt
wird. Mit derartigen Methoden wird Agens verschwendet und es besteht
das Risiko, dass der Patient zu viel des Agens inhaliert und überdosiert
wird.
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Die
derzeit verwendeten Strahl-Vernebler funktionieren auf die gleiche
allgemeine Art und Weise. Flüssigkeit
wird zu einer Luftdüse
durch Kapillarkräfte
und/oder dem Bernoulli-Effekt hochgezogen. An der Düse zerschlägt der Hochgeschwindigkeits-Luftstrahl die Flüssigkeit
in Tröpfchen.
Die Tröpfchen
schlagen gegen einen Impinger, um sie weiter in kleine Tröpfchen aufzubrechen.
Wie die meisten Atomisierungsprozesse führt dieser Tröpfchen-Erzeugungsprozess
zu einer Größenverteilung. Um
die gewünschten
kleinen Aerosoltröpfchen
zu erhalten, fangen Umlenkungen große Tröpfchen auf, (die nicht gut
dem Luftströmungspfad
folgen können),
unter Belassen des feinen Aerosols in dem Austrittsstrom des Verneblers.
Die großen
Tröpfchen werden
in das Flüssigkeitsreservoir
des Verneblers recycelt.
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Dieser
Verneblungsprozess ist inhärent
ineffektiv. Messungen zeigen, dass typische Vernebler nur etwa 1%
der angesaugten Flüssigkeit
in feine Aerosoltröpfchen
umwandeln. Deshalb wird normal Flüssigkeit im Ausmaß von 20-mal
recycelt, bevor sie die gewünschte
Größe erreicht
und von dem Vernebler ausgestoßen
wird. Die Ineffektivität
des Strahlverneblers wirft Probleme auf hinsichtlich seiner Verwendung
für die
Aerosolimpfung. Eine hohe Geschwindigkeit ist in dem Luftstrom notwendig,
um die Ener gie zur Verfügung
zu stellen, die notwendig ist, um die Flüssigkeit in ausreichend kleine
Tröpfchen zu
brechen, erfordernd relativ hohe Luftzuführdrücke in den Durchflüssen. Komprimierende
Luft zum zur Verfügung
stellen dieser Zuführung
erfordert eine signifikante Leistung, entweder vom Menschen oder elektrisch.
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Das
Flüssigkeitsrecyclen
in dem Vernebler in der kleinen Menge eines Impfstoffs, der für jede Dosis
erforderlich ist, führt
zu dem Unvermögen
auf einer Dosis-für-Dosis-Basis zu arbeiten.
Viele Dosen müssen
in dem ordnungsgemäßen Vernebler
vorhanden sein zur Tröpfchen-Koaliszienz
auf den Umlenkungen in anderen Oberflächen, um Flüssigkeit zu dem Reservoir zurückzugeben.
Außerdem
besteht das Risiko, das die wiederholte mechanische Spannung von
Atomisierung auf die Impfungspartikel in der Flüssigkeit die Lebensfähigkeit
des Impfstoffs sich reduziert.
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Weiteres
Zusammensetzen der inhärenten Probleme,
die in dem vorhergehenden Neblerdesign gefunden wurden, ist die
erforderliche Dauer von Arzneimittelverabreichung. Typisch erfordern
Vernebler mehrere Minuten von Anwendung um eine angemessene Arzneimitteldosierung
zu verabreichen. Dementsprechend ist es erforderlich, dass der Patient
die erforderliche Atmungstechnik während der ganzen Anwendungsperiode
aufrechterhält.
Selbst dann ist eine derartige Präzision durch den Patienten
in der Praxis selten gefunden. Deshalb sind derartige Vernebler
ineffiziente und unpraktische Arzneimittel-Zuführungsvorrichtungen.
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Ein
weiteres System zur Zuführung
eines Agens ist ein dosierender Dosierungs-Inhalator (MDI). MDI repräsentiert
das meist verbreitet verwendete System zur pulmonalen Zuführung eines
Agens, insbesondere Arzneimittel, und besteht teilweise aus einem
Kanister, in dem Agens gelagert ist, zusammen mit einem Treibmittel,
typisch ein Fluorkohlenwasserstoff (CFC). Der Patient kann das Agens durch
Aktivieren des Kanisters sich selbst verabreichen, wodurch ein Hochgeschwindigkeits-Luftstrom abgegeben
wird, der aus einer Mischung von Luft und dem Agens besteht. Als
mit den Verneblern, MDI's
produzieren einen breiten Bereich von Tröpfchengrößen; jedoch wird nur ein kleiner
Teil der produzierten Tröpfchen
von dem Patienten absorbiert.
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Die
Verabreichung des Agens ist nur effektiv, wenn der Patient das Einatmen
mit dem Aktivieren des Kanisters koordiniert. Probleme entstehen,
wenn es dem Patienten misslingt, das Einatmen mit dem Abgeben des
Agens von dem Kanister zu koordinieren. Insbesondere kann das Agens
eher an der Rückseite
des Rachens abgelagert werden, als an den Innenwänden der Lungen, wodurch verursacht
wird, dass das Agens eher aufgenommen, verdaut und von dem Patienten
ausgeschieden wird, als es direkt von dem Blutstrom absorbiert oder
effektiv vor Ort in den Lungen absorbiert wird. Obwohl Abstandshaltervorrichtungen
entwickelt wurden, um die Schwierigkeit von Drücken- und Atmen-Koordination
zu überwinden,
existieren immer noch Probleme mit der Inhalationstechnik und Compliance-Überwachung. Dementsprechend
haben sich MDI's
nicht als ein effektives System einer pulmonalen Zuführung erwiesen.
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Außerdem leiden
MDI's an der Zuverlässigkeit
eines Treibmittels.
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Fluorkohlenwasserstoffe
waren lange das Treibmittel der Wahl und diese Komponenten haben schwerwiegende
Konsequenzen für
die Umwelt. Deshalb ist die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen
ausgelaufen. Die Ersatztreibmittel sind gegebenenfalls nicht so
sicher oder effektiv für
pulmonale Zuführvorrichtungen.
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Dennoch
ein anderes Verfahren zur pulmonalen oder Inhalationszuführung ist
der Trockenpulver-Inhalator (DPI), auf dem Markt eingeführt als
ein Ersatz für
die MDI-Systeme,
insbesondere um die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoff-Treibmitteln
zu überwinden.
Ein DPI verwendet einen tragbaren Kanister, in dem ein Agens in
einem Trockpulver-Zustand gelagert ist. Patienten können sich
das Agens durch Inhalieren von kleinen, trockenen Partikeln selbst
verabreichen. Im Gegensatz zu anderen Verfahren zur pulmonalen Zuführung müssen Agens, die
mit den DPI's verwendet
werden, als ein Feststoff präpariert
werden, müssen
in der Lage sein, eine Lagerung in der festen Phase zu tolerieren
und müssen zum
Zeitpunkt der Zuführung
geeignet sein, komplett zu dispensieren. Folglich sind nicht viele
Agens für die
Verwendung des DPI- Zuführverfahren
kompatibel. Dementsprechend sind gegebenenfalls DPI's ein ineffektives
Zuführverfahren
für Agens.
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Deshalb
existiert das Bedürfnis,
auf effektive Systeme und Verfahren zum Verabreichen eines Agens
in einer Aerosol-Form, ohne eine Nadel und in genaueren Dosierungen.
Ferner existiert das Bedürfnis
auf tragbare Zuführsysteme,
die einem Patienten ein Agens in einer Form zur Verfügung stellen,
die schnell absorbiert werden kann.
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Zusammenfassung
der Offenbarung
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Die
vorliegende Offenbarung weist auf Systeme zur Zuführung von
Agens, die die Verwendung von Nadeln nicht erforderlich machen,
um den Zugang in ein biologisches System zu erreichen. Insbesondere
weist die vorliegende Offenbarung ein System zur Zuführung von
Agens auf, das tragbare Vorrichtungen verwendet, Pneumatik-, Ultraschall-
oder Strahl-Aerosol-Verfahren verwenden. Beispielsweise können derartige
Systeme zum Zuführen
von Agens, wie beispielsweise Arzneimittel, Chemotherapeutika, Immun-Agens
und Impfstoffe, verwendet werden. Bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung überwinden
Probleme von anderen Vorrichtungen, die auf externe Luftquellen
oder Energieversorgungen angewiesen sind.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung stellt Systeme zum Verabreichen eines oder
mehrerer Agens an mehrere Patienten (entweder ein Mensch oder kein
Mensch) in einzelnen Dosierungsanwendungen oder an einen einzelnen
Patienten für
verschiedene Verabreichungen bereit. Beispielsweise können viele
Patienten mit einer eingeatmeten Impfungskomposition immunisiert
werden unter Verwendung der vorliegenden Offenbarung ohne die Notwendigkeit
von Nadeln oder dem Wiederbeladen der Vorrichtung mit der Komposition.
In anderen Anwendungen kann die Komposition an eine Einzelperson
verabreicht werden. Beispielsweise wird eine einzelne Impfung oder
Arzneilmitteldosis verabreicht, während der Rest der Impfung
oder des Arzneimittels unbeeinträchtigt
in den Fläschen
verbleibt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung isolieren das Agens, so dass es nicht
nachteilig durch die Außentemperatur
während der
Verabreichung oder der Lagerung nachteilig beeinflusst wird. Außerdem weist
die vorliegende Offenbarung Ausführungen
auf, die eine Steuerung einer Luft- und Agens-Mischung ermöglicht,
um sicherzustellen, dass ein Patient eine vorherbestimmte Dosis des
Agens erhält.
Darüber
hinaus weist die vorliegende Offenbarung Ausführungsformen auf, die eine tragbare
Energiequelle bereitstellen, die in sich geschlossen innerhalb der
Vorrichtung sein kann.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung weist das folgende Beispiel auf. Beispielsweise
weist die Vorrichtung ein isoliertes Gehäuse auf, das mit einem Körper verbunden
ist, der ein Fläschen
definiert. Das Fläschen
ist gestaltet einen Impfstoff oder eine Arzneimittelkomposition
zu enthalten. Das Fläschen
ist in einer Umdrehposition innerhalb des Körpers angeordnet und mit dem
Gehäuse
verbunden. Ein Kühlmittel,
wie beispielsweise eine oder mehrere ersetzbare Eispackungen, können an
den Innenseiten des isolierten Gehäuses angeordnet werden, um
die Umgebungstemperatur, die das Fläschen umgibt, zu reduzieren
oder aufrechtzuerhalten. Die Impfstoffkompositon kann zu den Luftwegen
des Empfängers
unter Verwenden von Pneumatik-, Ultraschall- oder Strahl-Antriebsmitteln
und Vorrichtungen zugeführt
werden.
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Die
vorliegende Offenbarung weist Systeme und Vorrichtungen auf, die
Aerosol-Erzeugungsmittel und
Energiequellen aufweisen und viele weisen ferner auf, Fluid-Recycling der zuzuführenden
Kompositionen und eine positive Druckausgabe. Bevorzugte Ausführungsformen,
die Pneumatik- und Ultraschall-Mittel aufweisen, stellen hauptsächlich Aerosol-Erzeugungsmittel
zur Verfügung,
die direkt mikrogebohrte Oberflächen
aufweisen, wohingegen Strahl-Aerosol-Ausführungsformen bevorzugt Luftstoß-Atomisierung aufweisen.
Energiequellen, die von der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt
werden, weisen bevorzugt verdichtete Luft oder elektrische Mittel
auf. Agens-Kompositionen
können
zugeführt
werden durch Plazieren einer Spitze in einer der Nasenhöhlen des
Patienten und dann Aktivieren des Aerosol-Zuführsystems. Zum Beispiel, wenn
ein externer Auslöser
herab gedrückt
wird, wandelt das System die Agens-Komposition in viele Tröpfchen um.
Bevorzugt wird die Tröpfchen-Komposition
mit Luft gemischt und von dem Zuführsystem durch eine Spitze
in die Nasenhöhle
des Patienten transportiert.
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Gemäß einem
Aspekt der Offenbarung steuert ein Zeitgeber die Tröpfchenbildung
der Agens-Komposition. Der Zeitgeber kann ein Signal zur Beendigung
der Tröpfchenbildung
initiieren und ein Wert wird gesteuert, um es zu ermöglichen,
dass Luft von dem Luftreseroir abgelassen wird. Wenn es erwünscht ist,
dass eine andere Dosis verabreicht wird, kann eine zweite Dosis
von dem Fläschen
in eine Vermischungskammer unter Niederdrücken des externen Auslösers zugeführt werden.
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Gemäß dennoch
einem anderen Aspekt der Offenbarung weisen bevorzugte Ultraschall-Ausführungen
einen elektronischen Antrieb auf, der von wieder aufladbaren Batterien
angetrieben wird. Die Batterien können durch Mittel wieder aufgeladen
werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind, inklusive der Verwendung
von einem handgekurbelten Dynamo und/oder einem dazugehörigen Wechselstromumwandler.
Der Dynamo und der dazugehörige Wechselstromumwandler
können
separat oder in sich geschlossen innerhalb des Systems sein.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist Ausführungsformen
auf, wobei nur eine Dosis der Agens-Komposition mit Luft zur Zuführung zu
dem Patienten gemischt wird, wodurch der Rest der Agens-Komposition
in der Flasche vor Verschlechterung aufgrund von beliebigen Wärme- oder anderen
schädlichen
Effekten geschützt
wird, die während
des Zuführprozesses
erzeugt werden.
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Ein
weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist eher die Verwendung von ersetzbaren
und wieder verwendbaren formschlüssigen
Kältepaketen,
als herkömmliches
Eis, um die Temperatur der Agens-Komposition aufrechtzuerhalten,
während
sie in dem Fläschen
gespeichert wird.
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Dennoch
ein weiterer Aspekt dieser Offenbarung ist die Verwendung einer
Spitze zum genauen Führen
der Agens-Kompositions-Mischung in die Öffnungen des Patienten, wie
beispielsweise der Mund oder die Nasenhöhlen, zur Verabreichung an
dem Patienten zur effektiven Behandlung.
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Jedoch
ein weiterer Aspekt der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Offenbarung ist die Verwendung eines Antirückstromventils, um eine Kontamination
des Systems durch Konfigurieren der Spitze und des Ventils zu unterbinden,
so dass ein gerader Pfad von dem Spitzenaustritt das Ventil nicht
existiert.
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Dennoch
ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung die Einfügung einer Überdruckluftquelle
innerhalb des Zufluss-Systems.
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Wie
die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen klar
machen, sind diese und andere Aspekte oder Ziele durch die vorliegende
Offenbarung erreicht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung.
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2 beschreibt
eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform des Zuführssystems
mit einem Ultraschall-System.
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3 zeigt
eine ausgeschnittene Seitendarstellung einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung mit einem Pneumatik-System.
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4A und 4B sind
eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer Spitze für ein Strahl-Aerosol-Agens-Zuführsystem.
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4C ist
eine Schnittdarstellung hauptsächlich
entlang der Linie 4C-4C in 4B und 4D ist
eine Schnittansicht hauptsächlich
entlang der Linie 4D-4D in 4A.
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5A–5B zeigen
eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung mit einem Pneumatik-Aerosol-Erzeuger.
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5C ist
eine Querschnittsdarstellung hauptsächlich entlang der Linie 5C-5C
in 5A.
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6 ist
eine vergrößerte Darstellung
eines Abschnitts einer Blendenplatte und eines Aktuators zur Verwendung
in einer pneumatisch aktivierten Aerosol-Erzeuger-Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung, wie es in 5C gezeigt
ist.
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7 ist
eine schematische Diagrammdarstellung von alternativen Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung.
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8A–8C zeigen
Komponenten einer alternativen Ausführungsform von der vorliegenden Offenbarung
zur Verwendung in großem
Umfang oder in einem Verfahren zur Massen-Immunisierung.
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9A und 9B zeigen
eine seitliche Schnittdarstellung bzw. eine Endansicht einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung.
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10 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer Spitze und eines Aerosol-Erzeugers, der
in der Ausführungsform
aus 9A verwendet wird.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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Die
vorliegende Offenbarung ist auf Systeme gerichtet, inklusive Vorrichtungen,
zur Zuführung
von Agens, bevorzugt durch Aerosol-Zuführung. Bevorzugte Systeme für eine derartige
Zuführung
weisen Strahl-Vernebler-Systeme, Pneumatik- und Ultraschall-Aerosol-Erzeugungssysteme
auf. Die Systeme können
angewendet werden für
die Verabreichung von Agens zur Behandlung von lebenden Organismen,
wie beispielsweise Methoden zur Impfung.
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Die
Verwendung des vorliegenden Systems zur Agenszuführung, wie beispielsweise für Impfungszwecke,
schafft viele Vorteile. Das vorliegende System ersetzt die Verwendung
von Nadeln und Spritzen und reduziert die Kosten der Agenszuführung. Zusätzlich ermöglicht das
vorliegende System die Behandlung von Patienten durch weniger trainiertes
Personal, ein weiterer kosteneinsparender Vorteil, und unterstützt auch
das Unterbinden der Verbreitung von durch Blut übertragende Krankheiten durch
wieder verwendete Nadeln.
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Die
Aerosolzuführ-Systeme
des vorliegenden Systems sind eingerichtet, Agens in einem kontinuierlichen
Aerosol-Strom bei gleichbleibenden Durchfluss bereitzustellen, braucht
eventuell oder nicht elektrische Leistung, sind tragbar, und haben eine
austauschbare Spitze. Für
Impfungszwecke können
viele der Ausführungsformen
100 Dosen von Impfstoff bei einer ausgewählten Temperatur, (z. B. etwa
9°C) für bis zu
8 Stunden, durchhalten und einen Auslösermechanismus bereitstellen,
um eine ausgewählte
Dosis von einer derartigen Lagerung zu ziehen und diese Dosis zuzuführen. Außerdem können die
Vorrichtung des vorliegenden Systems dafür verwendet werden, von 1 bis
500 Dosen pro Stunde, bevorzugt 1 bis 250 Dosen pro Stunde und mehr
bevorzugt 1 bis 100 Dosen pro Stunde zu liefern. Außerdem schafft
die Vorrichtung auch ein unbedrohliches Erscheinungsbild, um die
Angst vor einer Behandlung der Patienten zu reduzieren. Es ist bevorzugt,
dass die Systeme und Vorrichtungen leicht auseinander baubar und
reinigbar sind. Die Systeme der vorliegenden Offenbarung können auch
dafür verwendet
werden, Agens, wie beispielsweise Impfstoff-Kompositionen, zuzuführen. Die
Verfahren weisen auf die Zuführung
von Impfstoff-Kompositionen via Aerosol-Verabreichung. Die Verwendung
von jeder Impfstoff-Komposition ist möglich, die via Aerosol-Verabreichung
zugeführt
werden kann. Insbesondere sind bevorzugte Impfstoff-Kompositionen
solche für
Masern, Mumps und Röteln.
Derartige Kompositionen können
einen Masern-Impfstoff, einen Mumps-Impfstoff, einen Röteln-Impfstoff
und Kombinationen und Mischungen, wie beispielsweise Masern und
Mumps, Röteln
und Mumps, Masern und Röteln
und Masern, Mumps und Röteln
aufweisen. Der Impfstoff weist ferner pharmazeutische oder Formulierungskomponenten
auf, wie beispielsweise solche, die aus dem Stand der Technik bekannt
sind, inklusive, jedoch nicht darauf beschränkt, Verdünnungsmittel, Misch-Agens,
Tenside und Agens zur Aufrechterhaltung von Sterilität.
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Die
Aerosol-Verabreichung macht sich die Vorteile einer derartigen Verabreichung
zu Nutze. Das Atmungssystem, inklusive der Lungen, stellt eine große Oberflächenfläche zur
Absorption oder Adsorption von Agens bereit und kann für die lokalisierte
oder systemische Behandlung des Empfängers verwendet werden.
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Agens,
wie sie hierin verwendet werden, weisen Agens auf, die lebenden
Organismen verabreicht werden können
für eine
Wirkung in dem behandelten Organismus. Derartige Agens weisen lebende
und abgetötete
Organismen zur Impfung, Immunogene, Immunaktivierer oder -unterdrücker, Chemotherapeutika,
Arzneimittel, Nucleinsäuren,
Insulin, Hormone, Antikörper
und Fragmente davon, Rezeptoren, Proteine, Kohlenhydrate, Fette,
Nährstoffe,
Anästhetika,
Narkotika und Schmerzmittel auf.
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1 und 2 zeigen
zwei Ansichten einer Ausführungsform
eines Ultraschall-Zuführsystems,
das eine direkte Tröpfchenerzeugung
verwendet, wie beispielsweise das Verwenden eines piezoelektrisch
betriebenen Aktuators zum Ausstoßen von Tröpfchen. Die in der Hand gehaltene
Vorrichtung kann durch verschiedene Leistungssysteme betrieben werden,
inklusive einer Aufzieh-Energieversorgung, wie beispielsweise eine
Muskel wieder aufgeladene Batterie, die in Kofferradios verwendet
wird, um die Ultraschallelektronik zu betreiben. Eine Standardelektronik-Versorgung
kann auch verwendet werden, inklusive Batterien, Gleichstromquellen, Wechselstromquellen
oder Solarenergie. Derartige Systeme können auch eine Bajonette montierte
Kältepackung
und eine wegwerfbare Spitze aufweisen, die eine Kontamination durch
Rückströmung unterbindet.
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Im
Betrieb, um eine positive Luftzufuhr zur Verfügung zu stellen, drückt der
Benutzer einen Handgriff in dem Griff der Vorrichtung vor der Verabreichung
jeder Dosis, um das Luftreservoir zu füllen. Auch das Auslösen einer
Dosis wird Luft via der Spitze zusammen mit dem aerosolierten Agens
in den behandelten Organismus oder den Patienten zugeführt. Die
Luftdosis unterstützt
den Transport des Agens in den Atmungstrakt des behandelten Organismus
oder des Patienten. Sie ermöglicht
auch eine Abdichtung der Vorrichtung an der Basis der Spitze, wobei
das Risiko von unbeabsichtigter Abgabe von Aerosol reduziert wird,
wenn das Spitzenventil geschlossen ist, da Öffnungen für mitgerissene Luft nicht erforderlich
sind. Die Luftdosis, die durch dieses System zuführbar ist, wird bevorzugt relativ
klein sein, von 50 bis 200 cc, mehr bevorzugt 100 cc, um die griffbetätigte Aufladepumpe
machbar zu machen. Wenn eine größere Luftdosis
erforderlich ist, kann eine größere Luftzuführung mit
dem vorliegenden System verwendet werden.
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3, 5A–5C und 6 zeigen die
Konstruktion einer in der Hand gehaltenen Aerosolzuführvorrichtung
mit einer Pneumatik Aerosolerzeugung und Komponenten davon. Eine
Platte, mit vielen kleinen gebohrten Öffnungen stößt die Tröpfchen auf jeden Hub eines
Kolbenaktuators aus. 6 zeigt ein detaillierteres
Beispiel eines Betriebsabschnitts eines derartigen Systems. Eine Quelle
mit komprimierter Luft treibt einen Pneumatikoszillator an, um den
Aktuator anzutreiben. Austrittsluft von dem Oszillator trägt das Aerosol
weg und stellt einen Austrittsstrom mit einem positiven Druck bereit.
Eine Bajonett-Montierte Kältepackung
enthält das
Agens und unterstützt
es bei einer niedrigen Temperatur während der Verabreichung von
mehrfachen Dosen zu halten. Die Vorrichtung führt eine Dosis von Agens auf
jedes Ziehen eines Auslösers
zu. Eine wegwerfbare Spitze mit einem integralen Antirückströmungsventil
unterbindet eine Kontamination aufgrund von Niesen oder anderen
Vorkommnissen durch den behandelten Organismus.
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5A–5C zeigen
eine Ausführungsform
eines pneumatischen Aerosolerzeugers. Der Erzeuger weist auf einen
pneumatischen Oszillator, eine mikrogebohrte Blendenplatte für eine direkte Tröpfchenerzeugung
und Strömungspassagen
für das
Agens, die Luft und den Austrittsstrom. Luft von Lagertanks oder
einen Verdichter tritt in den Oszillator ein. Das Flächen- und
Federverhältnis
eines Tellerventils oder eines Kolbens in dem System sind ausgeglichen,
so dass das Ventil sich instabil verhält sich vor und zu rück bewegt
oder sich hin und her bewegt von einer Geschlossen- und Offenstellung.
Der Ventilschaft stößt einen
Kolben oder einen Aktuator, um den Druckimpuls zur Verfügung zu
stellen, der notwendig ist, um Tröpfchen aus der Blende auszustoßen. Austrittsluft
von dem Tellerventil wird kanalisiert, um Aerosoltröpfchen mitzureißen und
diese unter positivem Druck aus der Spitze hinauszutragen.
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Die
Spitze der vorliegenden Vorrichtung ist bevorzugt wegwerfbar und
derart eingerichtet, leicht in die Öffnungen des behandelten Organismus
zu passen, wie beispielsweise der Mund oder die Nasenhöhlen des
behandelten Organismus, um das Aerosol einzuführen und eine Kontamination
des Aerosolerzeugers durch Niesen oder eine andere kräftige Ausatmung
durch den behandelten Organismus zu verhindern.
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4A–4D zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Spitze, die ein Antirückstromventil
enthält.
Ein umgekehrter Konus stellt die Bewegung des Ventilelements bereit.
Flexible Abstützungen
oder Vorspannmittel, die hier als Blattfeder gezeigt sind, heben
das Element innerhalb des Ventilkörpers an, halten es in der
Offenstellung während der
normalen Strömung
und erlauben es sich zu setzen, um eine Rückströmung zu stoppen. Variieren der
Breite und Dicke der Abstützungen
steuert die Empfindlichkeit des Ventils. Die Konstruktion der Basislinienabstützung lässt automatisch
das Ventil in die normale Offenposition zurückkehren, wenn die Rückströmung aufhört, jedoch
das vorliegende System zieht andere Konstruktionsmodifikationen
in Erwägung,
so dass das Ventil bis zum Rücksetzen
in der Geschlossenstellung bleiben kann.
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Verschiedene
Barrieren zur Rückstromkontamination
sind durch die vorliegende Offenbarung zur Verfügung gestellt. Eine von diesen
weist ein bewegliches Ventil auf. Andere Barrieren zur Kontamination
weisen die Länge
des Vorwärtsabschnitts
der Spitze auf, die einen sauberen Puffer von Luft gegen Kontaminationen
zur Verfügung
stellt, die um das Ventil lecken können, während es geschlossen wird. Während normaler
Strömung
strömen
saubere Luft und Aerosol durch die Spitze und füllen sie auf bis zum Beginn
der Rückströmung. Es
ist die saubere Luft und das Aerosol in einem Spitzenkörper, die rückwärts drängen, um
das Ventil zu schließen,
wenn kontaminierte Strömung
beginnt an dem Austritt der Spitze auszutreten, wobei eine Kontamination
während
des Ventilverschließens
unterbunden wird. Außerdem
sind der Spitzenkörper
und die Ventilelemente gestaltet, so dass ein gerader Pfad von dem
Austritt der Spitze durch das Ventil nicht existiert. Dies unterbindet
eine Kontamination durch einen kräftigen Ausstoß eines
Hochgeschwindigkeitströpfchens
von dem behandelten Organismus in die Spitze. Das angewinkelte Ende
der Spitze schafft eine Barriere und das Design des Ventils schafft
eine weitere. Feine Aerosole, die mit dem Luftstrom transportiert
werden, können
diese Pfade überwinden,
jedoch größere Hochgeschwindigkeitsausstoßtröpfchen werden
von den Wänden
eingefangen und werden nicht den Aerosolerzeuger erreichen.
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Derartige
Pneumatik-Systeme haben mehrere Vorteile. Kein Recycling von Fluid
tritt während
der Aerosolisierung auf und es wird die Notwendigkeit für einen
großen
Fluidbestand oder vielfache Beanspruchungen des Agens mit mechanischer
Spannung eliminiert. Der Austrittsstrom mit positivem Druck schafft
eine erzwungene Strömung
von Aerosol, die die Notwendigkeit der Kooperation des Patienten
für kontrolliertes
Einatmen minimiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung
kompakt und braucht keine Elektrizität zum Betrieb. Komprimierte Luft
stellt die Leistung zum Betrieb des Systems zur Verfügung.
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Die
komprimierte Luft kann in jedem Mittel bereitgestellt werden, die
dem Fachmann bekannt sind. Zum Beispiel kann ein Pneumatiksystem
die modulare Luftzuführung
verwenden, wie es in 8C gezeigt ist. Zur maximalen
Mobilität
kann komprimierte Luft in einem oder mehreren montierten Rucksacktanks
gespeichert werden. Die Behandlung bereitstellende Person kann dann
das in der Hand gehaltene Zuführsystem
verwenden, während
in Bewegung mit nur einem einzigen schlanken Luftschlauch, der mit
dem Rucksack verbunden ist. Bei stationärer Verwendung kann die in
der Hand gehaltene Einheit mit einem Verdichter oder einer Luftzuführung verbunden
sein, beispielsweise solche, die durch Wandeinheiten in Krankenhausausstattungen abgegeben
werden.
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8A–8C zeigen
eine Ausführungsform
eines Strahlverneblers mit zwei Hauptteilen, einer Rucksackmontage
des Luftzuführsystems
mit Lufttanks, Regler und anderen Armaturen, eine Cold-Box mit dem
Vernebler, Agens und Dosierungssteuerungen. Ein einfacher Luftschlauch
verbindet zwei Stücke
des Systems. Um eine Dosis zu verabreichen presst der Benutzer einen
Plungerkolben auf die Oberseite der Cold-Box. Die Verneblerkammer wird
periodisch wieder aufgefüllt
durch Drücken
eines zweiten Plungerkolbens.
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Kühlmittel
sind in dem vorliegenden System inkludiert, die die Zeitdauer zwischen
dem Entfernen von Agensfläschen
von ihren kalten Lagercontainern und den Verlust von Wirksamkeit
aufgrund von erhöhter
Temperatur verlängern.
Jedes Mittel zum Bereitstellen von Kühlung oder Kühlmittel
dem Agens wird durch die vorliegende Offenbarung vorgesehen und
Kältepakete
sind ein bevorzugtes Mittel.
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Die
vorliegende Offenbarung weist auch eine Dosierungssteuerung auf.
Die Dosierungssteuerung ist bevorzugt durch einen ein-Hand-ein-Stoß-Auslöser bereitgestellt,
der ein Dosierungszuführsystem aktiviert,
das eine zeitlich festgelegte Dosis von Agens abgibt. Die Dosierungssteuerung
kann mittels eines elektronischen Kreislaufs zur Zeitabstimmung oder
durch einen pneumatischen Zeitabstimmer und einem einstellbaren
Nadelventil bewirkt werden. Der pneumatische Zeitabstimmer wird
durch einen federgeladenen Plungerkolben aktiviert, der auf Verdichtung
die Luft in dem Plungerkolben schafft durch ein Rückschlagventil
ausstößt. Die
Feder bewirkt, dass der Plungerkolben etwas zurückgesetzt wird, wobei ein Vakuum
in dem Plungerkolbenschaft gebildet wird, das mit einer Seite einer
Membran eines vakuumgesteuerten Pneumatikrelays verbunden ist. Das Vakuum
auf der einen Seite des Pneumatikrelays betätigt ein Ventil, das es ermöglicht,
dass Luft von der Luftzuführung
zu dem Vernebler oder Aerosolerzeuger passiert. An dem Plungerkolbenschaft
ist ein Nadelventil befestigt, das es ermöglicht, dass Strömung zurück abgezweigt
in den Schaft wird, um graduell das Vakuum abzubauen und das Luftventil
zu schließen,
das durch das Pneumatikrelay gesteuert ist. Die Abzapfrate und die
Plungerkolbenfeder steuern konstant die Rate, an der das Vakuum
abgebaut wird, das seinerseits die Dosierungszeit bestimmt.
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7 zeigt
verschiedene Kombinationen von Komponenten der vorliegenden Offenbarung. Derartige
Ausführungsformen
und verschiedene andere Kombinationen sind durch die vorliegende
Offenbarung genannt. Derartige Ausführungsformen können verwendet
werden als mobile Aerosolimpfungssysteme oder Systeme zur Zuführung eines Agens.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden ferner in den folgenden Beschreibungen offenbart. 1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Aerosolzuführsystems 8.
Das Aerosolzuführsystem 8 weist
einen Körper
oder ein Gehäuse 10 und
eine isolierte Kühlaufnahme 12 auf.
Die Aufnahme 12 ist verbunden mit dem Körper 10 mit Kontakt
durch die Außenoberfläche 14 des
Körpers
mit der Aufnahme 12. Die isolierte Aufnahme 12 kann
mit dem Körper 10 mit Schnapphalterungen,
Kleber oder andere lösbaren Verbindungen
verbunden sein, die dem Fachmann bekannt sind. Die isolierte Aufnahme 12 kann
aus jedem leichtgewichtigen, beständigen Material sein, inklusive,
jedoch nicht darauf begrenzt, Kunststoff, Metall, Verbundwerkstoff
oder ein Holzprodukt.
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Der
Körper 10 weist
einen Handgriffkörper 16 zum
Greifen durch einen Benutzer oder zum Halten des Aerosolzuführsystems 8 mit
einer oder beiden Händen
auf. Der Pumphandgriff 18 ist mit dem Körper verbunden und funktioniert
als eine Pumpe als ein Mittel zum Unterdrucksetzen des Aerosolzuführsystems 8.
Der Körper 10 kann
in anderen Gestalten konstruiert sein zum Greifen oder Halten des Aerosolzuführsystems 8 mit
einer oder beiden Händen.
Der Pumphandgriff 18 kann auch in anderen Gestalten konstruiert
sein zum manuellen Unterdrucksetzen des Aerosolzuführsystems 8.
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2 zeigt
eine innere Ausschnittsdarstellung des Ultraschallaerosolzuführsystems 8,
das in 1 gezeigt ist. Die isolierte Aufnahme 12 beinhaltet
Thermalpackungen, hierin auch bezeichnet als Kühlmittel oder Eispackungen, 20,
die mit den inneren Wänden
der Aufnahme 12 verbunden sein können. Die Eispackungen 20 sind
ersetzbar in der Aufnahme und können
wieder verwendbar oder wegwerfbar sein. Die Konstruktion der Eispackungen 20 kann
verschiedene starre oder flexible Außenoberflächen zum Formen der Eispackungen 20 in
eine übereinstimmende
Gestalt haben, um eine innere Kammer zum Aufnehmen und Halten eines
Fläschens
bereitzustellen. Ferner können
die Eispackungen 20 ein externes oder internes durchgängiges Teil
aufweisen, das in der Form zylindrisch ist oder sie können eine
Vielzahl von externen oder internen Teilen aufweisen, die orientiert
sind, eine relative hohe Oberflächenfläche für die Eispackung 20 bereitzustellen. Zwischen
den Eispackungen 20 ist eine Fläschenkammer 22 angeordnet.
Die Fläschenkammer 22 kann
zylindrisch geformt sein, jedoch kann sie auch in anderen Formen
geformt sein, um genau mit der Form eines Impfstoff- oder Arzneimittelfläschens 24 genau
zu passen.
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Ein
Fläschen 24 ist
in umgedrehter Position innerhalb der Aufnahme 12 angeordnet,
wenn die Aufnahme 12 mit dem Körper 10 verbunden
ist. Das Fläschen
kann ein Agens oder einen Impfstoff beinhalten, der einem Patienten
zu verabreichen ist. Das Fläschen 24 ist
an Ort und Stelle durch Kontakt mit der inneren Oberfläche der
Eispackungen 20 gehalten. Außerdem ist das Fläschen 24 an
Ort und Stelle durch eine Entlüftungssonde 26 und
einer Agenssonde 28 gehalten. Die Agenssonde 28 ist
ein kleines zylindrisches Rohr mit einem spitzen Ende 30,
das verwendet wird, eine Gummikappe 32 zu durchstechen, die
in dem Fläschen 24 enthalten
oder mit dem Fläschen 24 verbunden
ist. Alternativ kann die Agenssonde 28 anders geformte
Rohre aufweisen, inklusive rechteckige oder quadratische, die die Gummikappe 32 des
Fläschens 24 durchstechen können.
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Zum
Beispiel kann das Fläschen 24 verwendet
werden, um wiederhergestellten Masernimpfstoff zu speichern. Die
Eispackungen 20 können
verwendet werden, um den wiederhergestellten Masernimpfstoff bei
einer konstanten Temperatur zu halten, so dass der Impfstoff nicht
nachteilig von der Umgebungs- oder externen Temperatur beeinflusst
wird.
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Die
Entlüftungssonde 26 kann
mit der Agenssonde 28 verbunden sein, wo die Agenssonde 28 in
die isolierte Aufnahme 12 eintritt. Die Entlüftungssonde 26 ist
typisch länger,
jedoch von einer ähnlichen
Gestalt wie die Agenssonde 28. Die Entlüftungssonde 26 kann
ein hohler Zylinder sein, der mit dem hohlen Abschnitt der Agenssonde 28 ver banden ist.
Die Entlüftungssonde 26 ist
betreibbar, um es zu ermöglichen,
dass Luft von außerhalb
des Fläschens 24 gezogen
wird, um das Volumen eines Agens oder eines Impfstoffs zu ersetzen,
das von dem Fläschen 24 via
der Impfstoffsonde 28 abgegeben wird.
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Das
Aerosolzuführsystem 8 weist
einen Ultraschallvernebler 36 auf, der ein Plattenteil
oder einen Schirm mit einer Vielzahl kleiner Löcher oder Blenden aufweist,
mit einer ungefähren Öffnungsgröße von 4
bis 10 μm,
und mehr bevorzugt 6 bis 8 μm. Der
Vernebler kann einen piezoelektrischen Aktuator aufweisen, der operativ
mit einer Leistungsquelle verbunden ist. Die Agenssonde 28 kann
mit dem Ultraschallvernebler 36 via einen Abschnitt der
flexiblen Verrohrung 38 verbunden sein, um eine Menge von Agens
von dem Fläschen 24 zu
dem Vernebler 36 zu tragen. Im Betrieb drückt ein
Benutzer einen Auslöser und
einen Zeitgeberschalter 40 nieder, der mit dem Ultraschallvernebler 36 verbunden
ist. Wird das so gemacht, wird ein Signal von dem Schalter 40 zu
der Verneblerantriebselektronik oder Schaltkreis 42 gesendet,
die mit dem Ultraschallvernebler verbunden ist, wobei das Signal
verarbeitet werden kann. Wiederum leitet die Verneblerantriebselektronik 42 ein Signal
zu dem Ultraschallvernebler 36, um den Betrieb zu beginnen. Der
Ultraschallvernebler 36 wandelt ein Agens, das von dem
Fläschen 24 gezogen wird,
via der Agenssonde 28 in Tröpfchen von einer sehr kleinen
Größe um (bevorzugt
in einem Bereich von 5 bis 10 μm).
Andere Typen von Vernebler oder Vorrichtungen, die Agens in Tröpfchen einer
sehr kleinen Größe zerstäuben, können auch
verwendet werden.
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Das
Aerosolzuführsystem 8 weist
auch ein Luftsteuerventil 44, ein Luftreservoir 46,
eine Mischungskammer 48 und ein Antirückströmventil 50 auf. Das
Niederdrücken
des Schalters 40 öffnet
das Ventil 44, wodurch ermöglicht wird, dass Luft, die
innerhalb des Luftreservoirs 46 gespeichert ist, in die verbundene
Mischungskammer 48 abgegeben wird. Die Luft, die von dem
Luftreservoir 46 ausgestoßen wird, vermischt sich mit
dem vernebelten Agens in der Mischungskammer 48 und öffnet das
Antirückströmventil 50.
Die Luft- und Agensmischung ist dann frei am Ventil 50 vorüber zu strömen und
durch eine Spitze 54 in die Nasenhöhle des Patienten.
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Die
Spitze 54 kann aus einem starren oder flexiblen Design
sein und konstruiert sein aus Kunststoff, Gummi oder einem anderen
geeigneten Material. Außerdem
kann die Spitze aus Papier hergestellt sein, mit oder ohne einer
Beschichtung für
niedrige Kosten, einfache Entsorgung (wie durch Verbrennen), und
kann etwas nasale Sekrete absorbieren, um eine Kontamination zu
unterbinden. Eine Spitze kann dimensioniert sein in verschiedene
Konfigurationen, um in die Nasenhöhle eines Patienten oder als eine
orale Spitze für
den Mund zu passen. Die Spitze 54 ist typisch nach der
Mischungskammer angeordnet und kann von dem Aerosolzuführsystem 8 zum Ersetzen
oder Wegwerfen entfernt werden. Es sei bemerkt, dass andere Typen
von Treibmittel verwendet werden können und dass Luft ein Beispiel
ist für ein
komprimiertes Gas, das verwendet werden kann, um mit dem vernebelten
Agens zur Zuführung
zu einem Patienten vermischt zu werden.
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4A–4D zeigen
verschiedene Ansichten einer Spitze 54 zur Verwendung mit
einem Aerosolzuführsystem 8.
Die Spitze 54 weist einen Eintrittskanal 58, ein
Antirückströmventil 50,
und einen spitzen Austritt 60 auf. Das Antirückströmventil 50 ist
innerhalb der Spitze 54 angeordnet und unterbindet, dass
externe oder Umgebungsluft in das System 8 rückströmt. Das
Ventil 50 weist eine Mehrzahl von flexiblen Abstützungen
oder Blattfedern 64, einen Ventilsitz oder Körper 66,
ein konisches Bewegungsventilteil 68 auf, das an einen
Satz von Enden der Abstützungen 64 angebaut
ist. Die Blattfedern oder Abstützungen 64 funktionieren
das Antirückströmventil 68 in
einer normal Offenstellung aufrechtzuerhalten, die es ermöglicht,
dass ein Aerosolaustrittsstrom durch die Spitze 54 und
durch das Ventil 50 strömt.
Nach dem Aerosolaustrittsstrom durch das Ventil 50 und
den Spitzenaustritt 60 passiert, können die Blattfedern 64 zusammengedrückt werden
und die Bewegung des Ventils 68 ermöglichen, um fest gegen den
Ventilkörper 66 zu
sitzen. Die Blattfedern 64 kehren zu ihrer Ausgangsstellung
zurück,
sobald es unterbleibt, dass Luft in den Spitzenaustritt 60 transportiert
wird. Ferner sind der Ventilkörper 66 und das
Bewegungsventilteil 68 dimensioniert, so dass die Strömungsfläche durch
den Hauptabschnitt der Länge
der Spitze 54 größer bleibt
als die Strömungsfläche an dem
Spitzenaustritt 60. Dies stellt sicher, dass das Antirückström ventil 50 die
Strömung
nicht behindert und den Austritt von der Spitze 54 nicht
reduziert. Außerdem
kann die Spitze 54 gestaltet sein, so dass ein geradliniger
Pfad von dem Spitzenaustritt 60 durch das Ventil 50 nicht
existiert. Der Spitzenaustritt 60 kann angewinkelt sein,
um eine physikalische Barriere zu einem geradlinigen Strömungspfad
durch die Spitze 54 bereitzustellen und das Design des
Antirückströmventils 50 kann
eine weitere derartige physikalische Barriere zur Verfügung stellen.
-
Der
Pneumatikauslöser
und der Zeitgeberschalter 40 können mit einem internen Zeitgeber
ausgestattet sein, der eine gewünschte
Zeit der Anwendung bestimmt. Zum Beispiel können dies etwa 30 Sekunden
von dem Beginn der Verabreichung des Agens sein. Wenn etwa 30 Sekunden
verstrichen sind, wird ein Signal von dem Pneumatikauslöser und dem
Zeitgeberschalter 40 zu der Verneblerantriebselektronik 42 gesendet.
Der Schalter 40 schließt
sich dann, wobei es unterbunden wird, dass Luft aus dem Luftreservoir 46 austritt.
Das Antirückströmventil 50 kehrt
in die Geschlossenstellung unter Rückströmung der Luft in die Mischungskammer 44 zurück. Die
Dosierungszeitgebung, die von dem Auslöser und Zeitgeberschalter zur
Verfügung
gestellt werden, und die Antriebselektronik können eine variable Zeitgebung
von Dosen bereitstellen, inklusive separate Perioden für Vordosierungsluftströmung, Dosenvernebelung
und Nachdosenspülung
der Spitze.
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Wurde
einmal eine Dosis des Arzneimittels oder des Impfstoffs verabreicht,
wird das Luftreservoir 46 wieder aufgeladen unter Verwenden
einer Luftreservoir-Aufladepumpe 72, die operativ mit dem Pumpenhandgriff 18 verbunden
ist. Die Luftreservoir-Aufladepumpe 72 ist
innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet
und mit dem Luftreservoir 46 verbunden. Insbesondere wird
das Luftreservoir 46 durch manuelles und wiederholtes Beaufschlagen
von Druck auf einen Aufladepumphandgriff 18 wieder aufgeladen, der
mit dem Gehäuse 10 via
einen Stift 74 verbunden ist.
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Energie,
die verwendet wird, den Vernebler 36 zu betreiben, kann
von einer wieder aufladbaren Batteriepackung 78 zugeführt werden.
Die Batteriepackung ist innerhalb des Gehäuses 10 enthalten und
ist elektrisch mit dem Pneumatikauslöser und dem Zeitge berschalter 40 und
einem Wechselstromumwandler 80 verbunden. Die Batteriepackung 78 kann
auf verschiedene Wege wieder aufgeladen werden. Als erstes kann
ein Handkurbeldynamo 84, der an dem Unterseitenabschnitt
des Körpers 10 angeordnet
ist, verwendet werden, um den Batteriepack 78 wieder aufzuladen.
Als zweites kann der Batteriepack 78 wieder aufgeladen
werden durch die Verwendung eines Wechselstromsteckers 86 in
Zusammenwirkung mit einer externen Energieversorgung (nicht gezeigt)
und dem Wechselstromumwandler 80.
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3 zeigt
eine alternative Ausführungsform,
die ein pneumatisches Aerosolerzeugungszuführsystem oder -Vorrichtung
aufweist. Die Ausführungsform,
die in 3 gezeigt ist, ähnelt etwas der Ausführungsform,
die vorhergehend detailliert und in 1 und 2 gezeigt
ist, jedoch sind hier einige Unterschiede. Hier kann das Agens,
das innerhalb des Fläschens 24 enthalten
ist, zugeführt
zu und vernebelt mit einem pneumatischen Vernebler 90 werden.
Der pneumatische Vernebler 90 stellt Funktionen bereit,
die ähnlich
zu denen des Ultraschallverneblers 36, wie in 1 und 2 beschrieben,
sind und ersetzt diesen. Eine externe Luftzuführung 92 ist mit dem
Pneumatikvernebler 90 verbunden, um eine Luftquelle bereitzustellen.
Der pneumatische Vernebler 90 ist von Luft von der externen
Luftversorgung 92 angetrieben. Das vernebelte Agens kann
an einen Patienten geliefert werden, nachdem das Agens mit der Luft
von der externen Luftquelle 92 vermischt wurde.
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Im
allgemeinen kann die externe Luftquelle 92 jede Quelle
von Druckluft sein, die außerhalb
des Körpers 10 des
Aerosolzuführsystems 8 ist
und ist ferner betreibbar mit dem Pneumatikvernebler 90 oder
einem anderen Typ von Vernebler verbunden. Beispielsweise kann die
Luftquelle 92, wie ferner beschrieben und in 7 gezeigt,
eine Hand- oder eine Fußpumpe 96,
einen tragbaren Verdichter 98, einen stationären Verdichter 100 oder
einen Niederdrucklufttank 102, der entweder unter Verwenden
einer Hand- oder einer Fußpumpe 96 wieder
aufgeladen werden kann, ein tragbarer Verdichter 98 oder
stationärer
Verdichter 100 aufweisen.
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6 zeigt
eine Blendenplatte 106 eines Verneblers (beispielsweise
gezeigt und beschrieben in 3 als 90)
für ein
Aerosolzuführsystem.
Die Blendenplatte 106 hat typisch eine Vielzahl von Öffnungen
oder Blenden 108 von etwa 6 bis 8 μm im Durchmesser. Im wesentlichen
parallel zu und im Abstand von einer kurzen Distanz von der Blende 108 ist
eine Aktuatorplatte 110 mit einer Flüssigkeitsaufnahme 112 dazwischen
angeordnet. Aerosoltröpfchen
der Impfstoffflüssigkeit
werden durch einen Druckimpuls geformt, der durch die schnelle Hin-
und Herbewegung eines Aktuators 110 erzeugt wird, der die
Flüssigkeit
durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 108 in
eine mikrogebohrte Blendenplatte 106 zwingt. Bei jedem
Zyklus des Aktuators 110, während der Aufwärtsbewegung
werden eine Reihe von Tröpfchen 116 von
allen Öffnungen
gleichzeitig ausgestoßen,
dann zieht sich der Aktuator zurück
(Einziehen von frischem Fluid von dem Versorgungsreservoir oder
Fläschen
durch das Rohr 38) für
den nächsten Zyklus.
Wenn eine Dosis von Agens dem Vernebler 90 zur Verfügung gestellt
wird, kann der Vernebler 90 eine umfangreiche Menge von
kleinen Tröpfchen 116 des
Agens bilden.
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5A–5C zeigen
einen Pneumatikvernebler 90 zur Verwendung mit einer Ausführungsform
eines Aerosolzuführsystems,
wie es hauptsächlich
bezüglich 3 beschrieben
ist. 5A zeigt eine Drauf- oder Oberseitenansicht des
Verneblers und 5B zeigt eine Seitenansicht
des Verneblers. 5C zeigt eine Querschnittsdarstellung
des Verneblers entlang der Linie 5C-5C in 5A. Der Pneumatikvernebler 90 weist
ein Gehäuse 120 auf, das
mit einer Luftdruckversorgung (gezeigt in 3 und 7 als 92)
verbunden werden kann. Der Pneumatikvernebler 90 kann aufweisen
eine Eintrittsblende 122, einen Aktuator oder Akkumulator, eine
Kammer 124, eine Ventilplatte 126, eine Blendenplatte 106,
einen Stoßstift 128,
eine Feder 132, eine Ventilplattensitzoberfläche 134,
eine Mischungskammer 136, eine Membran 110 und
einen Aerosolaustritt 138. Die Membran 110 ist ähnlich dem Aktuator 110 in 6 und
in Zusammenwirkung mit der Blendenplatte 106 stellt sie
eine Impfstoffkammer 112 bereit. Luft von der Druckluftversorgung 92 wird typisch
von dem Vernebler 90 durch die Eintrittsblende 122 eingeführt. Die
Eintrittsblende 122 führt
zu einer Aktuatorkammer 124 (auch unter Bezugnahme auf
ein Akkumulatorvolumen), wo die komprimierte Luft in nerhalb des
Gehäuses 120 gesammelt
werden kann. Die Ventilplatte 126 wird auf die Sitzoberfläche 134 oberhalb
der Aktuatorkammer 124 gesetzt. Der Stoßstift 128 und die
Feder 132 werden operativ zwischen der Ventilplatte 126 und
der Membran 110 eingeführt.
Die Ventilplatte 106 ist oberhalb der Membran 110 angeordnet.
Die Feder 132 ist um den Stoßstift 128 zwischen
der Membran 110 und der Ventilplatte 126 positioniert,
so dass eine Kraft gegen die Ventilplatte 126 die Feder 132 komprimieren
und die Membran 110 gegen die Blendenplatte 106 drückt. Ein
Agens kann in die Kammer 112 zwischen der Membran 110 und
der Blendenplatte 106 eingeführt werden. Die Mischungskammer 136 ist
oberhalb der Blendenplatte 106 angeordnet und um die Platten 126, 106,
den Stift 128 und den Federelementen 132 angeordnet.
Die Mischungskammer 136 führt zu dem Blendenaustritt 138,
der mit der Umgebungs- oder externen Luft eine Schnittstelle bildet.
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Eine
Abstütztungshülse 144 mit
Löchern 146,
die darin geformt sind, stützt
die Blendenplatte 106 und die Membran 110 an ihrem
oberen Ende ab. Eine Führungsplatte 150,
die in der Hülse 144 befestigt
ist und eine zentrale Bohrung hat, führt den Stift 128 in
seiner vertikalen Hin- und Herbewegung und stellt eine obere Abstützung für das obere
Ende der Feder 132 bereit.
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Wenn
die Druckluftversorgung 92 Luft durch die Eintrittsblende 122 zu
der Aktuatorkammer 124 zuführt, platziert Druckluft Druck
auf die Ventilplatte 126. Sobald der Luftdruck gegen die
Ventilplatte 126 aufgebaut ist, überwindet der Druck schließlich die Kraft
der Feder 132. Bei diesem Druck bewegt die Druckluft die
Ventilplatte 126 weg von der Ventilplattensitzoberfläche 134 und
Luft passiert durch die Löcher 146 und
tritt in die Mischungskammer 136 ein. Die Bewegung des
Stoßstifts 128 mit
der Ventilplatte 126 bewirkt, dass die Membran 110 in
direkter Relation zu der Ventilplatte 126 und dem Stoßstift 128 sich
bewegt. Diese Bewegung zwingt die Membran 110 gegen die
Blendenplatte 106, um zu bewirken, dass ein Abschnitt des
Agens in der Kammer 112 durch die kleinen Öffnungen
(in 5A und 6 als 108 gezeigt)
innerhalb der Blendenplatte 106 bewegt wird und feine Tröpfchen 116 des
Agens produziert. Die Tröpfchen
des Agens treten dann in die Mischungskammer 136 ein, wo
die aufgedrück te
Luft die Tröpfchen
in der Richtung zu dem Aerosolaustritt 138 trägt. Der
Stoßstift 128 bewegt
sich nur kurze Distanz bevor der Luftdruck, der gegen die Ventilplatte 126 drückt, kleiner
ist als die Kraft, die von der Feder 132 generiert wird.
Folglich kehren die Feder 132, die Ventilplatte 126,
den Stoßstift 128 und
die Membran 110 in ihre jeweiligen ursprünglichen
Stellungen zurück.
Dieser Hin- und Herbewegungszyklus wird schnell wiederholt, um eine
Vielzahl von Tröpfchen des
Agens zur Verabreichung an einen Patienten zu produzieren und setzt
sich fort, bis die Druckluftversorgung 92 abgeschaltet
wird.
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8A–8C zeigen
eine Ausführungsform
eines Strahlvernebler-Aerosolzuführsystems mit
anderen tragbaren Ausrüstungsteilen.
Vielmehr, als Montieren einer isolierten Aufnahme 12 auf
der Außenoberfläche 14 auf
dem System 8, wie es in 1–3 gezeigt
ist, kann eine Cold-Box 156, wie es in 8A gezeigt
ist, verwendet werden, um eine gespeicherte Menge des Agens zu beinhalten, das
dem Patienten zuzuführen
ist. Die Box weist ferner den Vernebler, Agens- und Dosierungssteuerungen
auf. Die Cold-Box 156 wirkt das Agens bei einer konstanten
Temperatur zu halten. Die Box und die Luftversorgung sind unter
Verwenden einer herkömmlichen
flexiblen Verrohrung (nicht gezeigt) verbunden. Außerdem ist
die Cold-Box 156 konstruiert, so dass sie an einen Rucksackrahmen 158 befestigt werden
kann, wie es in 8B gezeigt ist. Um eine Dosis
zu verabreichen, drückt
der Verwender eine der Plungerkolben 162, 164 auf
der Oberseite der Cold-Box 156. Die Verneblerkammer wird
periodisch wieder gefüllt
durch Drücken
des anderen Plungerkolbens 162, 164. Das Strahlverneblersystem
kann eine große
Fraktion des Fluids während
des Betriebs recyceln. Das Verhalten benötigt ein relativ großes Fluidreservoir
innerhalb der Verneblerkammer mit einem minimalen Flüssigkeitsniveau
für einen
effektiven Betrieb.
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8C zeigt
eine tragbare Luftversorgung 168 für ein Aerosolzuführsystem.
Die Luftversorgung 168 weist ein Druckmessinstrument 170 und
einen oder mehrere Lufttanks 172, einen Druckregler 174, ein
Füllventil 176 und
einen Kohlenstofffilter 178 auf. Das Druckmessinstrument 170 ist
mit den Lufttanks 172 verbunden und zeigt den Druck in
den Tanks 172 an. Ferner ist der Druckregler 174 mit
den Lufttanks 172 ver bunden und begrenzt den Betrag an
Druck, der an einem Vernebler zu liefern ist. Die Lufttanks 172 können mit
Druckluft via ein dazugehöriges
Füllventil 176 gefüllt werden.
Wenn Luft von den Lufttanks 172 an den Vernebler abgegeben
wird, wird Luft von den Lufttanks 172 durch den Druckregler 174 und
einen dazugehörigen
Kohlenstofffilter 178 zu dem Vernebler transportiert.
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7 zeigt
ein schematisches Diagramm von Ausführungsformen eines Aerosolzuführsystems mit
mehreren alternativen Komponenten für die Verwendung in dem System.
Eine Luftversorgung 92 kann eine direkte, manuell betriebene,
Hand- oder Fußpumpe 96,
eine direkte, angetriebene Luftquelle, die von einem tragbaren Verdichter 98 versorgt
wird, einen stationären
Verdichter 100 oder einen wieder aufladbaren Niederdrucklufttank 102 aufweisen.
Wie es gezeigt ist, kann der Niederdrucklufttank mit Druckluft bei
entweder einer Hand- oder Fußpumpe 96,
dem tragbaren Verdichter 98 oder dem stationären Verdichter 100 versorgt
werden. Außerdem
können
die Kälte- oder Thermal-)Packungen 20 entweder
wieder verwendbar oder wegwerfbar sein. Außerdem kann die Zuführung des
vernebelten Agens von dem Vernebler 32 zu einem Patienten
durch eine Nasalspitze 54 oder eine Oralspitze 56 sein.
Es sei bemerkt, dass eine Variation von alternativen Komponenten
das vorliegende System aufweisen kann. Die Komponenten, wie in 7 gezeigt,
sind beispielhaft und sind nicht beabsichtigt als den Umfang der
Erfindung einzuschränken.
-
9A und 9B zeigen
eine weitere Ausführungsform
des Aerosolzuführsystems 180.
Es ist etwas ähnlich
zu dem, das illustriert und gezeigt ist in Bezug auf 1 und 2.
Es weist auf einen Körper
oder ein Gehäuse 182 und
eine isolierte Kälteaufnahme 184.
Die isolierte Aufnahme 184 kann konstruiert sein wie vorhergehend
beschrieben hinsichtlich der Ausführungsform, wie sie in 1 und 2 gezeigt
ist, und ist geeignet ein Fläschen 186 einzuschließen, in
der sich eine Entlüftungssonde 188 und
eine Agenssonde 190 erstrecken.
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Das
Aerosolzuführsystem 180 weist
einen Ultraschallvernebler 192 auf, der ein Plattenteil
oder einen Schirm 194 mit einer Vielzahl von kleinen Löchern oder
Blenden, mit geeigneter Öffnungsgröße, aufweist,
um Agens wie beschrieben zuzuführen.
Die Agenssonde 190 ist mit dem Ultraschallvernebler 192 durch
ein Rohr 196 verbunden, um eine Menge von Agens von dem
Fläschen 196 zu
dem Vernebler 192 zu tragen.
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Unter
Bezugnahme auf 10 weist der Vernebler 192 eine
Blendenplatte 194 und eine darunter liegende Aktuatorplatte
auf. Die Blendenplatte und die Aktuatorplatte können ähnlich zu denen sein, wie sie
gezeigt und beschrieben sind mit 106, 110 in 6 mit
einer Kammer 112 dazwischen, in der Fluid oder Agens von
dem Fläschen 186 gezogen
werden kann. Ein Ultraschallelement 200 ist betreibbar,
um die Aktuatorplatte in Schwingung versetzen, um Tröpfchen des
Fluids oder Agens von der Blendenplatte wie vorhergehend beschrieben
anzutreiben.
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Unter
Bezugnahme wieder auf 9A sind eine Batteriepackung 202,
eine Verneblerelektronik 204 und ein Auslöserschalter 198 wirkend
miteinander verbunden, so dass das Drücken des Auslöserschalters 198 die
Verneblerelektronik auslöst,
um elektrische Leistung von der Batteriepackung bereitzustellen,
um das Ultraschallantriebselement 200 anzutreiben.
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Montiert
innerhalb des Körpers 182 ist
eine elektrisch betriebene Luftpumpe 206. Eine Lufteintrittsseite
der Pumpe 206 ist durch ein Rohr 208 mit der einen
Seite eines Luftfilters 210 verbunden. Die abgewandte Seite
des Filters 212 ist zur Atmosphäre hin offen, so dass Luft
zur Versorgung der Vorrichtung durch den Filter 210 zu
der Pumpe 206 gezogen wird. Ein weiteres Rohr 214 verbindet
die Austrittsseite der Luftpumpe 206 mit einer Region benachbart
zu dem Vernebler 192. Unter Bezugnahme auf 10 kann
Luft von der Pumpe und dem Rohr 214 in ein Luftplenum 218 eintreten,
das das Basisende des Verneblers 192 umgibt. Luftunterdruck
kann von dem Plenum 218 durch eine Mehrzahl von Blenden
oder Bohrungen, die allgemein als 220 bezeichnet werden,
entweichen.
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Die
Luftpumpe ist auch wirkend mit dem Auslöserschalter und der Batteriepackung
verbunden, so dass ein Niederdrücken
des Auslöserschalters
dazu führt,
dass die Luft pumpe Luft durch den Filter 210 saugt und
sie durch das Rohr 214 in das Plenum 218 abgibt.
Die Druckluft tritt dann durch die Blende 220 aus.
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Eine
Nasalspitze 224 ist entfernbar mit dem Körper 182 dem
Vernebler 192 benachbart gekuppelt. In der gezeigten Ausführungsform
(am besten zu sehen in 10) ist die Nasalspitze aus
zwei Stücken
geformt; ein gekrümmter
Spitzenkörper 226 und ein
Basis- oder Verschlusskappenabschnitt 228. Der Körper und
die Basisabschnitte 226, 228 können als zwei geformte Stücke hergestellt
werden, die Schnappverschlussartig zusammenpassen, wobei der Basisabschnitt
ein Ende hat, das entfernbar auf einem Teil des Körpers 182 aufgenommen
ist. Der Körperabschnitt 226 ist
nach oben gekrümmt
und erzeugt einen Pfad, der eine Kontamination der Verneblerelemente
und anderen wiederverwendbaren Abschnitten des Systems behindert.
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Der
Basisabschnitt 228 weist einen zentral angeordneten sich
verjüngenden
Düsenabschnitt 230 auf,
dessen unteres Ende die Blendenplatte des Verneblers umgibt. Eine
Luftpassage 232 ist zwischen dem Düsenabschnitt 230 und
dem Vernebler vorgesehen. Druckluft von dem Plenum 218 tritt durch
die Bohrungen 220 aus und kann durch die Luftpassage 232 und
hinaus durch den Düsenabschnitt 230 in
den Spitzenkörperabschnitt 226 transportiert
werden, um einen Patienten zugeführt
zu werden.
-
Der
Basisabschnitt ist konstruiert, eine Luft- und Aerosolströmung weg
von der Blendenplatte nach außen
in den Spitzenkörper
zu führen,
um dem Patienten zugeführt
zu werden. Es stellt auch bereit, was als eine Rinne 234 um
den Innenumfang der Basis bezeichnet werden kann, um Nasentropfen,
Kondensation, Impfstoff oder anderes Fluid zur Beseitigung mit der
Spitze zusammen.
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Die
Wirkung der Vorrichtung, die in 9A, 9B und 10 gezeigt
ist, ist etwa ähnlich
zu dem vorhergehend beschriebenen anderen Ausführungsformen. Kurz erklärt, die
Spitze 224 ist in die Öffnung
eines Patienten eingesetzt und der Auslöserschalter 198 ist
niedergedrückt.
Dies startet die Luftpumpe 206, um Luft durch das Rohr 214 zu
dem Plenum 218 und in das innere des Düsenabschnitts 230 zu
liefern. Die Betätigung
des Auslöserschalters initiiert
auch den Betrieb des Ultraschallverneblers 192, der Agens
von dem Fläschen 186 zieht
und es in kleinen Tröpfchen
in den Luftstrom abgibt, der durch den Düsenabschnitt 230 strömt. Dies
wird in einer Luft-/Aerosolströmung
nach außen
in die Spitze getragen, um einem Patienten zugeführt zu werden.
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Während verschiedene
Ausführungsformen vorhergehend
beschrieben wurden, sind diese Beschreibungen zum Zwecke der Illustration
und Erklärung
gemacht. Variationen, Änderungen,
Modifikationen und Abweichungen von den Systemen und Verfahren,
die vorhergehend offenbart sind, können ohne Abweichung von der
wie in den anhängenden Ansprüchen definierten
Erfindung angepasst werden.