KR20020016641A - 약학 제제의 에어로졸화 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 시스템들과 방법들은 약학 제제를 에어로졸화시키기 위해 마련된다. 한 방법에 따르면, 호흡하려고 할 때 호흡 가스가 폐로 흐르는 것이 저지된다. 이 후에, 호흡 가스는 갑자기 폐로 흐르는 것이 허용된다. 이 때, 호흡 가스의 유동은 약학 제제를 리셉터클로부터 추출하고 약학 제제를 호흡 가스의 유동 내에 배치하여 에어로졸을 형성하도록 사용될 수 있다.

Description

약학 제제의 에어로졸화 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR AEROSOLIZING PHARMACEUTICAL FORMULATIONS}

환자에게 효과적으로 약제를 전달하는 것은 모든 성공적인 약제 치료에 중요한 측면이고, 다양한 약제 전달 기법이 제안되었다. 예컨대, 가장 편리한 방법으로는 알약, 캡슐, 엘륵시르제(elixirs)를 구강을 통해 전달하는 것이 있다. 그러나, 많은 약제들이 흡수되기 전에 소화관에서 효능이 저하되는 경우에는 구강 전달이 바람직하지 않을 수 있다. 다른 기법으로는 피하 주사가 있다. 이러한 해결책의 단점은 환자의 호응도가 낮다는 것이다. 제안되었던 기타 대체 투여 경로로는 경피 전달, 비강내 전달, 직장내 전달, 질내 전달, 그리고 폐 전달이 있다.

본 발명의 주요 관심은 폐 전달 기법으로, 이 기법은 활성 약제가 분산되어 폐의 말단(폐포) 영역에 도달할 수 있도록 환자가 약학 제제를 흡입하는 것에 의존한다. 다양한 에어로졸화 시스템이 약학 제제를 분산시키기 위해 제안되어 왔다. 예컨대, 본 명세서에 참조용으로 게재된 미국 특허 제5,785,049호와 제5,740,794호에는 압축 가스를 사용하여 분말을 에어로졸화시키는 분말 분산 장치의 일예가 설명되어 있다. 다른 형태의 에어로졸화 시스템으로는 (일반적으로, 분사제에 저장된 약제를 갖는)MDI's, (대체로 공기인 압축 가스를 사용하여 액체를 에어로졸화시키는) 분무 장치 등이 있다.

본 발명에서 중요한 다른 기법은 흡입된 가스를 사용하여 약학 제제를 분산시키는 것이다. 이러한 방법으로, 환자는 자신의 흡입에 의해 약학 제제를 에어로졸화시키는 데에 필요한 에너지를 제공받을 수 있다. 이는 에어로졸의 발생과 흡입이 적절하게 동시에 일어나는 것을 보장한다. 환자가 흡입 가스를 사용하는 것은 몇 가지 점에서 문제가 있을 수 있다. 예컨대, 인슐린과 같은 일부 약학 제제의 경우에는, 소정의 한계치 내에서 흡입 유동률을 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 1999년 3월 11일에 출원된 PCT/US99/04654 에는 분당 17리터 미만의 속도로 인슐린을 폐로 전달하는 것이 개시되어 있다. 다른 예로서, 공동 계류 중인 미국 특허 출원 제09/414,384호에는 초기에는 높은 유동 저항을 제공하고 그 후에는 보다 낮은 유동 저항이 제공되는 폐 전달 기법이 설명되어 있다. 상기 모든 참고 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

환자의 흡입 가스를 사용하는 데에 있어서 다른 문제점은 흡입 유동률이 개인 간에 심하게 변할 수 있다는 것이다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 4주 동안 한 주에 2번씩 측정한 17명의 무작위 샘플은 분당 약 5리터 내지 약 35리터에 달하는 유동률을 만들어 냈다. 이러한 변동성은 가스 흐름 내에서 분산되는 약학 제제의 능력, 분말 약제를 분쇄하는 능력, 및/또는 적절하게 폐 깊숙히 도달하기위한 에어로졸화된 약학 제제의 능력에 영향을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명은 약학 제제를 분산시킬 때 사용될 수 있는 흡입 가스의 유동을 조절하는 기법에 관한 것이다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 환자에 의해 생성된 가스 흐름 내에서 분산되는 약학 제제의 능력을 향상시키고, 분말 약학 제제를 분쇄시키는 능력을 향상시키며, 에어로졸화된 약학 제제의 능력을 향상시켜 적절하게 폐 깊숙이 도달하게 하는 기법에 관한 것이다.

본 발명은 일반적으로 약제 전달 분야, 특히 약학 제제를 폐에 전달하는 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 본 발명은 환자의 흡입에 의하여 생성된 에너지를 사용하는 약학 제제의 에어로졸화에 관한 것이다.

도 1은 4주 동안 한 주에 2번씩 측정한 17명의 평균 흡입 유동률을 도시하는 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 환자의 흡입 유동률 대 시간의 조절을 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 다른 환자의 흡입 유동률 대 시간의 조절을 나타내는 그래프.

도 4는 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하여 분쇄하고, 이 약학 제제를 호흡 가스의 유동 내에 배치하여 에어로졸을 형성하는, 본 발명에 따른 한 시스템을 도시하는 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 사시도.

도 6은 개방 또는 로딩 위치에서 도시한 도 5의 에어로졸화 장치의 부분 절개도.

도 7은 본 발명에 따른 폐쇄 또는 작동 위치에서 도 6의 에어로졸화 장치를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 리셉터클을 삽입하는 경우에 도 6의 에어로졸화 장치를 도시하는 도면.

도 9는 리셉터클이 삽입되고, 에어로졸화 장치가 폐쇄 또는 작동 위치로 이동된 후에 호흡 가스가 에어로졸화 장치를 통해 유동되는 경우에 도 8의 에어로졸화 장치를 도시하는 도면.

도 10은 본 발명에 따라 약학 제제를 추출할 수 있는 수렴 노즐과 리셉터클의 부분적인 절개 사시도.

도 11은 도 10의 리셉터클과 노즐을 도시하는 도면으로서, 노즐은 리셉터클의 바닥 단부로부터 더 멀리 이동되어 본 발명에 따른 노즐을 통한 호흡 가스의 유동률을 증가시킨다.

도 12는 본 발명에 따른 에어로졸화 시스템을 통과하는 호흡 가스의 유동을 조절하는 스프링을 구비한 에어로졸화 시스템의 개략적인 횡단면도.

도 13은 본 발명에 따른 에어로졸화 시스템을 통과하는 호흡 가스의 유동을 조절하는 유동 조절 시스템을 구비한 에어로졸화 시스템의 개략적인 횡단면도.

도 14는 본 발명에 따라 약학 제제를 분쇄하도록 채택될 수 있는 노즐의 일 실시예을 도시하는 도면.

도 15는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 일 실시예를 도시하는 사시도.

도 16은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 다른 실시예를 도시하는 사시도.

도 16a는 도 16의 에어로졸화 장치의 커버를 도시하는 도면.

도 17은 유동률 피드백 장치의 사용을 도시하는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 또 다른 실시예의 사시도.

도 18은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 19는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 한 특정 실시예를 도시하는 도면.

도 19a는 도 19의 에어로졸화 장치 내로 삽입되는 다중 리셉터클을 구비한 디스크를 도시하는 도면.

도 19b는 도 19의 에어로졸화 장치의 전단부를 도시하는 도면.

도 20은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 20a는 개방 위치로 이동된 리드를 보여주고 있는 도 20의 에어로졸화 장치의 도면.

도 21은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 또 다른 실시예의 사시도.

도 22는 다수의 약제 봉지를 보유할 수 있는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 한 특정 실시예의 도면.

도 22a는 도 22의 에어로졸화 장치에 사용되는 클립을 도시하는 도면.

도 23은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 또 다른 대안적인 실시예를 도시하는 도면.

도 23a는 도 23의 에어로졸화 장치의 마우스피스 커버를 도시하는 도면.

도 24는 도 23의 에어로졸화 장치 내에 이용될 수 있는 리셉터클 스트립을 도시하는 도면.

도 25는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 또 다른 대안적인 실시예를 도시하는 도면.

도 26은 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.

도 27은 본 발명에 따른 임계 밸브의 개략적인 다이어그램.

도 28은 본 발명에 따른 볼과 박막 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 29는 본 발명에 따른 우산 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 30은 본 발명에 따른 임계 밸브의 일 실시예를 도시하는 개략도.

도 31a와 31b는 본 발명에 따른 지느러미 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 32는 본 발명에 따른 스핀들 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 33은 본 발명에 따른 다른 스핀들 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 34a와 34b는 본 발명에 따른 우산 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 35는 본 발명에 따른 볼과 자석 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 36a와 36b는 본 발명에 따른 쌍안정 돔 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 37a와 37b는 본 발명에 따른 기계적 압력 스위치 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 38은 본 발명에 따른 파단성 박막 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 39는 본 발명에 따른 다른 기계적 압력 스위치 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 40은 본 발명에 따른 관통 형태의 임계 밸브를 도시하는 도면.

도 41은 본 발명에 다른 유동 조절기의 개략적인 다이어그램.

도 42a와 42b는 본 발명에 따른 셔틀 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 43은 본 발명에 따른 볼 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 44a와 44b는 본 발명에 따른 벨로우즈 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 45는 본 발명에 따른 원뿔 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 46은 본 발명에 따른 유동 조절기의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 47은 본 발명에 따른 거품 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 48은 본 발명에 따른 우산 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 49는 본 발명에 따른 액체 저장조 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 50은 본 발명에 따른 유동 조절기의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 51은 본 발명에 따른 스핀들 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 52는 본 발명에 따른 팽창형 원뿔 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 53a와 53b는 본 발명에 따른 아이리스(iris) 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 54는 본 발명에 따른 외륜 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 55a와 55b는 본 발명에 따른 플랩 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 56a와 56b는 본 발명에 따른 엘라스토머 덕빌(duck bill) 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 57 내지 59는 본 발명에 따른 대안적인 엘라스토머 덕빌 형태의 유동 조절기를 도시하는 도면.

도 60은 본 발명에 따른 관통 형태의 유동 인티그레이터를 도시하는 개략도.

도 61은 본 발명에 따른 경유 형태의 유동 인티그레이터를 도시하는 개략도.

도 62a와 62b는 본 발명에 따른 관통 셔틀 형태의 유동 인티그레이터를 도시하는 도면.

도 63은 본 발명에 따른 임펠러 형태의 유동 인티그레이터를 도시하는 도면.

도 64는 도 63의 유동 인티그레이터의 캠의 단부를 도시하는 도면.

도 65는 도 63의 유동 인티그레이터에 사용될 수 있는 외륜을 도시하는 도면.

도 66a와 66b는 본 발명에 따른 셔틀 형태의 유동 인티그레이터를 도시하는 도면.

도 67은 본 발명에 따른 브레이크 타이머 유동 인티그레이터를 도시하는 도면.

도 68은 도 67의 유동 인티그레이터의 브레이크와 휠을 도시하는 개략도.

도 69는 순차적으로 배치된 여러 구성요소를 구비하는 본 발명에 따른 에어로졸화 시스템을 도시하는 개략도.

도 70은 본 발명에 따른 평행한 경유 형태의 유동 인티그레이터를 구비한 에어로졸화 시스템의 개략도.

도 71은 본 발명에 따른 평행한 관통 형태의 유동 인티그레이터를 구비한 에어로졸화 시스템의 개략도.

도 72는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 일 실시예의 정면 사시도.

도 73은 도 72의 장치를 로딩 위치에서 도시하는 도면.

도 74는 도 72의 장치의 배면 사시도.

도 75는 도 73의 장치의 횡단면도.

도 76은 도 72의 장치의 횡단면도.

도 77은 도 72의 장치의 단면을 도시하는 측면도.

도 78은 로딩 위치일 때 도 72의 장치를 도시하는 도면.

도 79는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 다른 실시예의 정면 사시도.

도 80은 로딩 위치에서 도 79의 장치를 도시하는 도면.

도 81은 도 79의 장치의 횡단면도.

도 82는 다른 유동로가 개방되어 장치를 통과하는 공기의 유동이 증가하는 경우에 도 81의 장치를 도시하는 도면.

도 83은 도 81의 장치의 측면도.

도 84는 본 발명에 따른 에어로졸화 장치의 다른 실시예의 정면 사시도.

도 85는 도 84의 장치를 로딩 위치에 있을 때에 도시하는 도면.

도 86은 도 84의 장치의 횡단면도.

도 87은 도 86의 장치의 측면도.

도 88은 본 발명에 따른 마우스피스의 일 실시예의 정면 사시도.

도 89는 본 발명에 따른 대안적인 마우스피스의 측면도.

본 발명은 호흡에 의해 작동되는, 약학 제제의 유동 조절식 에어로졸 전달을 제공할 수 있는 바람직한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 환자에 의하여 생성된 호흡 가스 유동을 사용하여 약학 제제를 에어로졸화한다. 본 발명의 특정 양태에 따르면, 본 발명은 리셉터클로부터 분말 약학 제제를 추출하고, 이 약학 제제를 분쇄한 후 광범위한 환자의 흡입 유동률을 사용하여 상기 약학 제제를 폐로 전달할 수 있다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 폐 깊숙이 약학 에어로졸을 효과적으로 전달하는 장치 및 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 예정된 진공 상태가 사용자에 의해 생성될 때까지는 호흡 가스의 유동이 초기에 폐로 흐르는 것이 방지되고, 예정된 진공 상태가 생성되는 시점에서 호흡 가스의 유동이 갑자기 개시된다. 특정 실시예에 있어서, 급격한 호흡 가스 유동의 개시를 이용하여 약학 제제를 에어로졸화한다. 이 실시예에 따르면, 본 장치 일단부의 개방 마우스피스를 통하여 흡입하려고 할 때, 초기에는 호흡가스가 폐로 흐르는 것이 방지된다. 그 후, 호흡 가스는 사용자에 의해 예정된 진공 상태가 발생되면 폐로 갑자기 흐르게 된다. 호흡 가스의 유동을 사용하여 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하고 호흡 가스 유동 내에 약학 제제를 배치하여 에어로졸을 형성시킨다.

흡입하려고 하는 시점에, 초기에는 호흡 가스가 폐로 흐르는 것이 방지됨에 따라, 본 발명의 장치 및 방법은 결과적인 가스 흐름이 약학 제제를 추출할 만큼 충분한 에너지를 갖는 것을 보장하는 방법을 제공한다. 본 발명의 한 양태에서는, 폐에 이르는 공기통로 내에 밸브를 배치하고, 이 밸브를 개방하여 호흡 가스가 흐르도록 함으로써, 초기에는 호흡 가스의 유동이 폐로 흐르는 것을 방지한다. 본 발명에 따르면, 밸브는 흡입 시도에 의하여 유발되는 임계 작동 진공 상태가 초과될 때 개방된다. 이러한 방법으로, 밸브가 개방되면, 결과적인 가스 흐름은 충분한 에너지를 구비하여 약학 제제를 추출하고 에어로졸화시킨다.

다른 실시예에 따르면, 본 발명은 공기통로를 형성하는 하우징과, 이 공기통로에 약학 제제를 수용하는 리셉터클을 연결시키는 연결 기구를 포함하는 에어로졸화 장치를 제공한다. 또한 본 발명은 임계 작동 진공 상태가 초과될 때까지 호흡 가스가 공기통로를 통해 흐르는 것을 방지하는 밸브를 포함한다. 임계 작동 진공 상태를 초과하는 시점에서, 밸브가 개방되어 호흡 가스가 공기 통로를 통해 흐르도록 하고 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하여 에어로졸을 형성시킨다.

다양한 임계 밸브를 사용하여 가스가 공기 통로를 통하여 흐르는 것을 방지할 수 있는데, 이는 이하에서 상세히 설명하기로 한다. 예를 들면, 밸브는 개구를 구비하는 폐색 부재와, 임계 작동 진공 상태가 생성될 때 개구를 통과하는 관통 부재를 포함한다. 특정 실시예로서, 폐색 부재는 탄성적으로 휘어지는 박막을 포함할 수 있고, 상기 관통 부재는 임계 진공 상태가 달성될 때 상기 박막을 통과하는 볼을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 밸브의 임계 작동 진공 상태의 범위는 약 20 cm H₂0 내지 60cm H₂O이다. 본 발명의 특정 양태에 따르면, 밸브는 리셉터클 내에 배치되도록 구성된다. 이러한 방법으로, 밸브는 리셉터클과 함께 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 사용자의 호흡률에 관계없이, 호흡 가스의 유동을 조절하여 일관된 공기 유동을 제공하는 장치 및 방법을 제공한다. 다른 양태에 있어서, 시스템은 밸브가 개방된 후에 공기 통로를 통한 호흡 가스의 유동을 조절할 수 있는 조절 시스템을 포함한다. 본 발명에 따른 임계 밸브와 유동 조절의 조합으로 인해, 폐 깊숙이 에어로졸화된 약학 제제를 전달하는 데에 효과적인 에어로졸 전달 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, 본 발명의 장치 및 방법은 호흡 가스의 유동을 소정 시간 동안 소정 유동률 미만으로 제한할 수 있다. 예컨대, 유동률은 약 0.5초 내지 5초의 시간 동안 분당 약 15리터 미만의 유동률로 제한될 수 있고, 이는 125 ml 내지 1.25L의 용적에 대응하는 것이다. 이미 참조용으로 게재한 1999년 3월 3일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US99/04654호와, 공동으로 계류 중인 미국 특허 출원 제09/414,384호에서 대체로 설명한 바와 같이, 유동률의 조절은 깊숙한 폐에서의 흡수를 통해 소정의 약학 제제의 활성제의 시스템 생체내 이용 효율을 증가시키는 점에 있어 유리하다.

다양한 기법을 이용하여 호흡 가스의 유동을 제한하고 조절할 수 있다. 예컨대, 과도한 유동률이 발생하여 사용자가 자신의 호흡률을 조정하게 할 때, 사용자에게 피드백이 제공될 수 있다. 이 제공 가능한 피드백의 예로는 휘슬을 비롯한 오디오 피드백, 지시등 또는 레벨계와 같은 시각적인 피드백, 진동과 같은 촉각 피드백 등이 있다. 다른 대안으로서, 호흡 가스의 유동은 폐에 이르는 공기통로의 크기를 조절함으로써 제어될 수 있다. 예를 들면, 탄성적으로 휘어지는 밸브를 사용하여 상기 장치를 통과하는 유동률에 따라서 유동 저항을 제공하여 소정 유동률로 유동을 제한한다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명의 장치는 공기 통로를 통과하는 호흡 가스의 흐름을 소정 유동률로 제한하는 조절 시스템을 포함한다. 예를 들면, 조절 시스템은 소정의 시간 동안 또는 소정의 흡입 체적에 대해, 매분당 약 15리터 이하의 유동률로 유동을 제한하도록 구성될 수 있다. 다양한 유동 조절기를 이용하여 소정 유동률로 가스 유동을 조절할 수 있는데, 이는 이하에서 더 상세히 설명하기로 한다. 예컨대, 유동 조절기는 연질의 엘라스트로머와 같은 탄성 요소로 구성되는 밸브를 포함할 수 있는데, 이 밸브는 소정 유동률로 유동을 제한하면서, 반대 방향으로의 유동을 방지하기도 한다. 이러한 밸브는 인가된 진공에 반응하여 밸브를 통해 공기가 흐르도록 하는 오리피스와, 이 오리피스를 둘러싸는 하나 이상의 연질의 벽을 구비할 수 있다. 이러한 방법으로, 증가된 진공 압력 수준에 의해 벽을 서로를 향해 당기고, 이에 의해 오리피스 영역을 감소시키거나 폐쇄시켜, 유동에 대해 더 큰 저항 또는 완벽한 저항을 제공한다. 예컨대, 이러한 밸브는 평행한유동 경로에 배치될 수 있다. 일단, 유동률이 지나치게 커지면, 밸브가 폐쇄되므로 상기 장치를 통과하는 모든 공기는 다른 경로를 통해 통과해야 한다. 소정의 크기를 가진 이러한 유동 경로를 제공함으로써, 상기 장치를 통한 가스의 유동은 임계 유동률 이하로 유지될 수 있다.

본 발명의 특정 양태에 따르면, 조절 시스템은 호흡 가스의 유동률에 대한 정보를 제공하는 피드백 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 피드백 기구는 최대 유동률을 초과하는 경우, 공기통로와 연통하고 휘슬 소리를 발생시키는 휘슬을 포함할 수 있다. 다른 대안으로는, 공기 통로의 크기를 제한하는 제한 기구를 포함할 수 있다. 편리하게도, 이 제한 메카니즘은 공기통로를 통과하는 호흡 가스의 유동률을 변화시키도록 조정 가능하다. 제한 메카니즘은 탄성적으로 휘어지는 재료를 사용하는 것과 같이 수동 또는 자동으로 조정 가능하다.

선택적으로, 전자적으로 통제되는 폐쇄 루프 제어 시스템이 제공되어 제한 기구를 조절할 수 있다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 제어 시스템은 소정 시간 또는 소정 용적 동안 소정 유동률로 유동을 제한하고, 그 후 제한 메카니즘이 공기통로를 통과하는 증가된 호흡 가스의 유동을 허용하도록 감지하고 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 방법으로, 호흡 가스의 유동률은 소정 시간 동안 소정 유동률로 유동을 제한하도록 조절하여 폐까지 약학 제제를 전달하는 것을 용이하게 할 수 있다. 그 후, 제어 시스템을 이용하여 사용자가 편리하게 자신의 폐를 호흡 가스로 채워서 폐 깊숙히 약학 제제를 전달할 수 있도록 제한 기구를 조절할 수 있다. 본 발명에 따라 조절 시스템과 제어 시스템을 사용하면, 상기 장치를 상이한 흡입유동률을 갖는 수 많은 사용자가 사용할 수 있고, 상기 장치가 호흡 가스의 유동을 조절하여 약학 제제가 폐에 적절하게 전달된다는 점에 있어서 유용하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 유동률을 소망하는 시간 동안 또는 흡입 용적 동안 제한한 후, 공기 통로의 크기를 증가시켜 증가된 유동률을 제공할 수 있다. 이것은, 예컨대 상기 장치를 관통하고 있는 다른 공기 통로를 개방함으로써 달성될 수 있다. 이러한 방법으로, 사용자는 실질적인 저항없이 편리하게 흡입하여 호흡 가스로 사용자의 폐를 채우고, 폐 깊숙히 약학 제제를 전달할 수 있다.

본 발명의 대안적인 양태에 따르면, 본 발명은 선택적으로 다양한 유동 인티그레이터를 사용하여 소정 시간 후에 흡입 장치를 통과하는 증가된 유동률을 허용하여 사용자가 공정의 후기에 자신의 폐를 편리하게 가득 채우게 한다. 이러한 유동 인티그레이터는 상기 장치를 통과하는 유동 용적에 기초하여 이동하는 하나 이상의 가동 부재를 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 초기(조절된) 체적이 흡입되었다면, 상기 부재는 충분히 이동해서 다른 가스 채널을 개방하여 증가된 가스 흐름을 가능하게 한다. 가동 피스톤과, 클러치 기구와, 블리드 홀을 구비하는 가스로 충전된 벨로우즈 등을 포함하는 사용 가능한 유동 인티그레이터의 예는 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 시스템 및 방법에 사용하는 약학 제제는 액상일 수도 있고 분말일 수도 있다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 약학 제제는 분말 약제로 이루어진다. 호흡 가스의 유동은 리셉터클로부터 일단 추출된 분말을 분쇄시키기 위해 사용된다. 선택적으로, 다양한 구조를 공기통로에 배치하여 분쇄 과정에 도움을 줄 수있다.

또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에는 천공 가능한 접근 리드에 의해 밀폐되는 공동을 형성하는 리셉터클 본체로 구성되는 리셉터클이 제공된다.

또한, 상기 리셉터클은 자신의 본체에 연결되는 임계 밸브를 포함한다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 임계 밸브는 적어도 약 40 cm H₂O의 진공을 받으면 개방하도록 구성된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다양한 기법을 사용하여 에어로졸화 장치의 사용 중에 사용자가 마우스피스 위에 입을 적절하게 위치시키는 것을 보장할 수 있다. 예컨대, 마우스피스에 입술 가드를 구비하여 사용자가 자신의 입술을 입술 가드에 배치하게 한다. 다른 예로서, 마우스피스는 맞물림 수단 또는 기타 표식을 포함할 수 있다. 이와 달리, 마우스피스의 측면에 하나 이상의 홀을 마련할 수도 있다. 이 홀은 충분한 진공을 발생시켜 상기 장치를 작동시킬 수 있도록 입술에 의해 덮여야 한다. 또 다른 예로서, 마우스피스는 원형 대 타원형의 형상일 수 있다. 타원형 부분은 장치를 작동시키는 데 충분한 진공이 발생되도록 환자의 입에 의하여 덮일 수 있어야 한다.

본 발명의 이러한 양태 및 기타 다른 양태는 이하 도면 및 발명의 상세한 설명을 통해 당업자에게 쉽게 명백해 질 것이다.

본 명세서에서 설명하는 "활성제"는 작용제, 약제, 화합물, 합성물, 또는 이들을 혼합한 것들을 포함하는데, 이 활성제는 종종 약간의 이로운 약효를 제공한다. 이것은 음식, 음식 보충, 영양소, 약제, 백신, 비타민 등 기타 다른 이로운 작용제를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 이 용어는 환자에 국소적 또는 전신 효과를 발생시키고, 생리적 또는 약리학적으로 작용하는 어떠한 물질도 포함한다. 전달될 수 있는 활성제는 항생제, 항바이러스제, 항간질제, 진통제, 소염제 및 기관지 확장제, 그리고 바이러스를 포함하고, 무기 화합물 및 유기 화합물을 비롯하여 말초 신경, 아드레날린 수용체, 항콜린 수용체, 골격근, 심장 혈관계,민무늬근, 혈류 순환계, 시냅스부, 신경효과기 접합부, 내분비계 및 호르몬계, 면역계, 생식계, 골격계, 국소 호르몬계, 소화계 및 배설계, 히스타민계 및 중추 신경계에 작용하는 약제일 수 있다. 적절한 작용제는 예컨대, 다당류, 스테로이드, 수면제 및 진정제, 정신 자극제, 진정제, 항경련제, 근육 이완제, 항파킨슨병제, 진통제, 소염제, 근육 수축제, 항균제, 호르몬제를 비롯하여 피임제, 교감신경 흥분제, 폴리펩티드, 단백질, (생리적 효과를 유도할 수 있는), 이뇨제, 지지 조절제, 남성 호르몬제, 항기생충제, 종양, 항종양제, 저혈당제, 영양물 및 영양제, 성장제, 지방, 항장염제, 전해질, 백신 및 진단제를 포함한다.

본 발명에 유용한 활성제의 예로는 인슐린, 칼시토닌, 에리드로포이틴(EPO), 인자 Ⅷ, 인자 Ⅸ, 시레다스(ceredase), 시레자임(cerezyme), 시클로스포린, 과립구 집락 자극 인자(GCSF), 알파-1 단백질 가수분해 효소 억제제, 엘카토닌(elcatonin), 과립구 대식세포 집락 자극 인자(GMCSF), 성장 호르몬, 인간 성장 호르몬(HGH), 성장 호르몬 분비 호르몬(GHRH), 헤파린, 저분자량 헤파린(LMWH), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터루킨-2, 황체형성 호르몬 분비 호르몬(LHRH), 소마토스타틴, 소마토스타틴 아날로그를 포함하는 옥트레오타이드, 바소프레신 유사물, 여포 자극 호르몬(FSH), 인슐린 유사 성장 인자, 인슐린트로핀, 인터루킨-1 수용체 길항제, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-6, 대식세포 집락 자극 인자(M-CSF), 신경 성장 인자, 부갑상선 호르몬(PTH), 티모신 알파 1, Ⅱb/Ⅲa 억제제, 알파-1 항트립신, 호흡기 세포융합 바이러스 항체, 낭포성 섬유증 막횡단 조절(CFRT) 유전자, 데옥시리보뉴클레아제(Dnase), 살균성/투과성 증진 단백질(BPI), 항CMV 항체, 인터루킨-1 수용체, 13-시스 레티노산, 펜타미다인 이세시오네이트(pentamidine isethionate), 황산 알부테롤, 황산 메타프로테레놀, 베클로메타손 다이프로피오네이트, 트리암시노론 아세트아미드, 버드노나이드 아세토나이드, 브롬화 이프라트로퓸(ipratropuim bromide), 플루니솔라이드, 플루티카손, 크로몰린 나트륨, 주석산염 에르고타민 및 유사물, 그리고 상기의 길항제 및 효능제를 포함하나 이들에 제한되지는 않는다. 또한, 활성제는 알몸 핵산 분자로 존재하는 핵산, 나선 입자와 연관된 나선 벡터, 지질 또는 지질 함유 물질과 연관되거나 합체되는 핵산, 폐의 폐포 영역의 세포의 변형 또는 전이에 적합한 형태의 플라스미드 DNA, RNA, 기타 핵산 구조물을 포함한다. 활성제는 가용성 및 비가용성의 대전된 또는 대전되지 않은 분자, 분자 복합체 또는 약물로 복용가능한 염분의 성분과 같이 다양한 형태일 수 있다. 활성제는 자연적으로 발생하는 분자이거나, 재조합되어 형성되거나, 하나 이상의 핵산이 추가되거나 삭제된 자연적으로 발생하거나 재조합하여 형성된 활성제의 유사물일 수도 있다. 또한, 활성제는 백신으로 사용하기에 적절한 죽은 바이러스 또는 약화되어 살아있는 바이러스를 포함할 수 있다.

본 발명의 분말은 일반적으로 복잡분산되어(즉, 넓은 범위의 입자 크기로 구성되어) 있으므로, "질량 중간 직경(mass median diameter)" 즉 MMD는 측정된 평균 입자의 크기를 말한다. 평균 입자 크기를 측정하기 위해 통상 사용되는 어떤 다양한 기법도 사용할 수 있지만, 본 명세서에 기록된 MMD 값은 원심분리 침전에 의해 결정된다.

"질량 중간 공기역학적 직경"(Mass median aerodynamic diameter) 즉 MMAD는 분산된 입자의 공기역학적 크기를 측정한 것이다. 이 공기역학적 직경은 침강 행동 양식의 견지에서 에어졸화된 분말을 설명하는 데에 사용되고, 일반적으로 공기에서 입자로서 동일한 침강 속도를 갖는 단위 밀도의 구체의 지름이다. 공기역학적 지름은 입자 모양, 밀도, 입자의 물리적 크기를 포괄하는 의미이다. 본원 명세서에서 사용한 바와 같이, MMAD는 연속 충돌에 의해 결정되는 에어졸화된 분말의 공기역학적 입자 크기 분포의 중간점 또는 중간값을 지시한다.

본 발명은 환자에 의해 생성되는 호흡 가스 유동을 사용하여 에어로졸화된 약학 제제를 투여하는 방법 및 시스템을 제공한다. 에어로졸화 가능한 약학 제제는 분말 약제, 액상 또는 현탁액 등을 포함하고, 활성제도 포함할 수 있다. 본 발명의 장치는 한번의 투여 또는 여러번의 투여에 사용될 수 있다.

일부 실시예에는, 환자에 의해 발생된 호흡 가스의 유동을 이용하여 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하고, 약학 제제를 분쇄시키며, 환자의 폐에 약학 제제를 전달한다. 본 발명의 특별한 장점은 환자의 천성적인 호흡률에 관계없이 상기 기능을 수행하는 능력이다. 따라서, 본 발명의 한 양태에 따르면, 흡입된 호흡 가스는 허용 유동률 범위 내에 있어서 폐까지 적절하게 약학 제제를 전달하도록 제어된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 주입 가스의 유동률을 조절하여 가스가 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하고 분쇄하여 폐까지 전달하기에 충분한 에너지를 갖도록 구성된다. 어떤 경우에, 본 발명은 초기에 약제를 전달할 때, 소정 시간 이상 또는 소정 흡입 체적에 대해, 최대치 이하의 흡입 유동률을 유지하도록 구성된다. 이러한 방법으로, 에어로졸화된 제제는 허용 유동률로 유동하여 환자의 공기 통로를 횡단하여 폐로 유입되는 능력이 향상되게 된다. 폐까지의 약학 제제의 초기 전달 후에는, 본 발명의 일부 실시예는 평소의 호흡 유동률로 호흡하여 환자의 폐를 호흡 가스로 채우고, 또한 약학 제제를 폐에 전달하도록 구성된다.

약학 제제를 에어로졸화시키기 위해, 호흡 가스의 유동은 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하는 데 충분한 에너지를 보유하는 것이 바람직하다. 호흡 가스가 충분한 에너지를 보유하는 것을 보장하기 위해, 본 발명은 환자가 호흡하려고 할 때, 호흡 가스가 환자의 폐로 흐르는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 그 후, 갑자기, 임계 진공 상태에 도달한 후에, 호흡 가스가 환자의 폐에 흐르도록 할 수 있다. 사용자에 의해 충분한 진공 상태가 인가될 때 호흡 가스의 유동을 갑자기 허용함으로써, 상대적으로 높은 유동률이 달성되어 가스 흐름에 충분한 에너지를 공급한다. 이러한 공정을 달성하는 방법 중 하나는 제한 밸브를 배치하거나, 환자가 호흡하려고 할 때 호흡 가스가 환자의 폐로 유입되는 것을 방지하는 다른 저지 기구를 환자의 공기 통로에 배치하는 것이다. 제한 밸브는 그 후 신속하게 제거되거나 개방되어 호흡 가스가 폐로 흐르게 한다. 따라서, 환자는 임계 작동 진공 상태가 극복될 때까지 호흡하도록 지시를 받을 수 있다. 초기 작동 진공 상태는 환자의 폐로 가스가 흐르도록 허용될 때, 결과적인 가스 흐름에 충분한 에너지를 발생시키도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 임계 진공 상태는 20 cm H₂O 내지 60 cmH₂O의 범위이므로 결과적인 가스 흐름은 약학 제제를 추출하고 분쇄하는 데 충분한 에너지를 갖게 된다. 가장 바람직하게는, 임계 진공 상태는 적어도 40 cm H₂O 이다.

임계 호흡 진공 상태가 달성될 때까지 호흡 가스가 환자의 폐에 도달하는 것을 방지하기 위해서 다양한 임계 밸브를 사용할 수 있다. 예컨대, 임계 밸브는 공기 통로를 가로질러 배치되는 가요성 부재와 같은 탄성적으로 휘어지는 밸브를 포함하여, 임계 진공 상태가 만족되거나 초과할 때 휘어지도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 임계 밸브는 일단 임계 압력이 만족되거나 초과하면 파열하거나 파단되도록 구성되는 스코어 부재를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 임계 밸브는 개구를 구비하는 엘라스토머 부재를 포함할 수 있다. 볼은 일단 임계 압력이 달성되거나 초과되면 개구를 통과한다. 다른 타입의 임계 밸브로는 쌍안정 기구, 격막 등을 포함한다.

본 발명의 특별한 양태에 따르면, 임계 밸브는 약학 제제를 수용하는 리셉터클에 합체될 수 있다. 이러한 방법으로, 에어로졸화 장치에 새로운 리셉터클이 삽입되는 각각의 경우에, 상기 장치에는 새로운 임계 밸브가 마련된다. 이것은 임계 밸브가 임계 진공 상태가 만족되거나 초과된 후에 파열 또는 파단되도록 구성되는 부재를 포함하는 경우에 특히 잇점이 있다.

일단 호흡 가스가 폐로 흐르는 것이 허용되면, 호흡 가스(일부의 경우에)의 유동률은 폐로 약학 제제를 전달하는 중에 가스가 최대 유동률을 초과하지 못하도록 제어되거나 조절될 필요가 있다. 일반적으로, 호흡 가스의 유동률은 0.5 내지 5초의 시간 동안, 약 125 mL 내지 1.25 L의 흡입 용적에 대응하여, 매분당 약 15리터 이하로 조절되어 에어로졸화된 제제가 환자의 공기통로를 통과하여 폐로 유입되는 것을 허용한다. 예컨대, 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 일부 환자는 소망하는 최대 유동률을 초과하는 선천적인 흡입률을 갖는다.

선천적으로 최대 요구 유동률을 초과하여 호흡하는 사람에 대해서, 본 발명은 에어로졸화된 제제가 폐로 전달되는 시간 동안 유동률을 느리게 한다. 이것은 도 2의 그래픽에 설명되어 있다. 시간 T₁에서, 환자는 호흡 가스가 환자의 폐로 유동하도록 흡입하고 있다. 시간 T₁에서, 유동률은 전술한 바와 같이 리셉터클에서 약학 제제를 초기에 추출하는 데 바람직한 개시 유동률(Q_개시)을 훨씬 넘고 있다. 따라서, 이렇게 호흡하는 사람에게는 임계 밸브 또는 기타 유동 방지 기구가 필요치 않다. 시간 T₁직후의 시간 T₂에서는 유동률이 Q_전달유동률 이하가 되도록 조절된다. 유동률은 시간 T₂에서 시간 T₃까지 Q_전달유동률 이하로 유지되고, 이 시간에 에어로졸화된 제제가 환자의 폐로 전달된다. 시간 T₃후에는, 가스 유동의 조절이 중지되고 환자가 규칙적인 유동률로 흡입할 수 있게 되어 폐 깊숙이 약학 제제를 더 전달하는 역할을 하는 호흡 가스로 폐를 채우게 된다.

도 3은 선천적인 흡입 유동률이 Q_전달이하인 환자의 예를 그래프로 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 환자의 흡입 동안 호흡 가스의 유동을 방지한 다음 호흡 가스의 유동을 갑자기 허용함으로써, 시간 T₁에서의 개시 유동률은 Q_전달이 된다. 이러한 방법에서는, 리셉터클로부터 약학 제제를 추출할 수 있도록 충분한 에너지가 제공된다. 환자가 계속 흡입함에 따라서, 유동률은 Q_전달유동률 이하로 급감하는데, 그 이유는 환자의 선천적인 흡입 유동률이 Q_전달유동률 미만이기 때문이다. 따라서, 시간 T₁이 지난 후에는, 환자의 흡입 유동률을 조절할 필요가 없고, 이에 의해 환자가 편안한 수준에서 흡입할 수 있게 된다.

흡입 유동률을 시간 T₂에서 시간 T₃까지 Q_전달유동률 이하로 조절하기 위해서는 다양한 구성 및 기법이 제공될 수 있다. 일예로서, 환자가 흡입 유동률을 자가 조절할 수 있게 하도록 다양한 형태의 피드백을 환자에게 제공할 수 있다. 예컨대, 환자의 유동률이 Q_전달유동률을 초과하는 경우 휘슬 소리를 발생시키는 휘슬을 에어로졸화 장치에 마련할 수도 있다. 사용가능한 기타 형태의 피드백으로는 시각 피드백, 촉각 피드백, 청각 피드백 등이 있다. 선택적으로는, 사용자가 편안한 수준의 흡입을 종료할 수 있도록 시간 T₃이 경과한 경우에 사용자에게 지적해 줄 수 있는 타이밍 기구를 제어기에 마련할 수도 있다.

다른 예로서, 환자의 흡입 유동률은 흡입되는 가스를 제한하거나 지체시킴으로써 조절될 수도 있다. 예컨대, 공기 통로의 크기를 변경시켜 흡입 가스의 유동률을 제어할 수도 있다. 조절 방법은 수동, 반자동 또는 자동일 수 있다. 예컨대, 사용자는 공기 통로의 크기를 손으로 조절하거나 공기 통로를 제한하여 유동률을 제어할 수 있다. 이와 달리, 환자 자신의 흡입량에 기초하여 공기 통로의 크기를 조절할 수도 있는데, 이는 이하에서 보다 상세히 설명한다. 또 다른 예에 있어서, 하나 이상의 유동 센서가 있는 자동 시스템을 마련하여 호흡 가스의 유동을 조절하도록 공기 통로의 크기를 조절할 수도 있다.

호흡 가스의 유동을 제한하여 흡입 유동률을 제어하는 특별한 장점 중 하나는 비교적 높은 압력 강하가 발생될 수 있다는 것이다. 일반적으로 동력은 압력 강하와 유동률 양쪽에 대해 비례하기 때문에, 제제를 에어로졸화하여 환자의 폐로 제제를 전달할 만큼 충분한 에너지를 제공하면서도 유동률을 낮게 유지할 수 있다.

다른 대안으로서, 호흡 가스의 유동은 특별한 환자에게 사용하도록 만들어진 오리피스 또는 기타 제한 부재를 환자의 공기 통로 내에 배치하여 조절할 수도 있다. 이 방법에서는, 환자의 선천적인 흡입 유동률에 따른 크기를 갖는 오리피스를 간단히 이용함으로써 특별한 환자에 맞게 에어로졸화 장치를 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 연속적인 또는 평행한 유동로를 구비할 수 있다. 어느 쪽의 경우에도, 많은 환자 집단에 대해 일정하고 예정된 유동률을 유지하는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 연속적인 구성의 경우, 유동 저항과 진공 관계는 거의 선형적인 것이 바람직하다. 예컨대 도 70에 도시된 바와 같이, 평행한 구성의 경우에는, 유동 저항과 진공 관계가 매우 비선형적인 것이 바람직하다.

이제 도 4를 참조하여, 흡입된 환자의 호흡 가스를 이용하여 리셉터클(12)로부터 분말 약제를 추출하는 연속적인 구성을 사용하는 시스템(10)에 대해 설명하기로 한다. 시스템(10)은 임계 밸브(14)를 구비하는데, 이 임계 밸브(14)는 그 하류의 라인(16) 내의 진공이 20 내지 60 cm H₂O, 바람직하게는 40 cm H₂O의 진공 상태가 될 때 개방하도록 구성된다. 또한, 상기 라인(16)에는 시스템(10)을 통한 호흡 가스의 유동을 조절하는 조절 시스템(18)이 연결된다. 일예로서, 조절 시스템(18)은 라인(16)의 내부 크기를 제어하여 이에 따라 라인(16)을 통한 호흡 가스의 유동을 조절하도록 사용할 수 있는 제한 기구를 포함할 수 있다. 조절 시스템(18)은 제한 기구를 조절하는 제어 시스템을 포함하는 것이 편리할 수 있다. 상기 제어 시스템은 손으로 작동되거나 제어기를 사용하는 자동 방식으로 작동될 수 있다. 예컨대, 가스 유동 센서를 시스템(10) 내에 배치하고 제어기에 연결하여 시스템을 통한 호흡 가스의 유동률을 측정할 수도 있다. 이 정보를 이용하여 제어기가 라인(16)의 제한 정도를 제어하도록 이용될 수 있다. 조절 시스템(18)은 리셉터클(12)의 상류에 도시되어 있지만, 이 조절 시스템(18)이 리셉터클(12)의 하류 및 임계 밸브(14)의 상류를 비롯한 다른 위치에 마련될 수도 있음을 이해할 것이다.

조절 시스템(18)은 라인(20)에 의해 리셉터클(12)에 연결된다. 분쇄 기구(24)와 연통하는 라인(22)이 리셉터클(12)의 출구측에 연결된다. 이 방법에 있어서, 리셉터클(12)로부터 추출된 분말은 시스템(10)을 떠나기 전에 분쇄되어 환자의 폐 내로 진행한다. 분쇄 기구(24)의 출구측에는 환자가 흡입하는 마우스 피스(도시 생략)에 연결되는 라인(26)이 있다. 따라서, 이 시스템(10)을 이용하여 환자가 임계 밸브(14)를 개방하는 데 충분한 진공을 발생시킬 때까지 환자는 마우스피스로부터 흡입함으로써 에어로졸화된 약제량을 받아들일 수 있다. 임계 밸브(14)가 개방되면, 분말 약제는 리셉터클(12)로부터 추출되어 분쇄 기구(24)를 통과한다. 동시에, 조절 시스템(18)은 에어로졸화된 약제가 환자의 폐로 적당하게 들어가도록 허용률 내에서 호흡 가스의 유동을 제어한다. 소정 시간이 지난 후에는, 환자가 편안한 수준으로 흡입하여 호흡 가스로 폐를 채우고 전달된 약제를 폐 깊숙이 이동시키도록 조절 시스템(18)은 작동을 중지하도록 구성된다.

이제 도 5를 참조하여, 에어로졸화 장치(28)의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 에어로졸화 장치(28)는 마우스피스(32)가 일단부에 있는 거의 원통형의 하우징(30)을 포함한다. 하우징(30)은 호흡 가스용 유동로를 형성하는 개구(34, 36 및 38)를 더 포함하는 데, 이에 대해서는 이하에서 더욱 상세히 설명된다. 편리하게는, 개구(36, 38) 사이에 칸막이(40)가 마련되어 호흡 가스의 유동이 일시적으로 하우징(30)의 외측을 지나게 한다. 이와 유사하게, 개구(34)를 통해 호흡 가스가 하우징(30) 내로 용이하게 도입될 수 있도록 칸막이(42)가 마련된다(도 6 참조).

하우징(30)에는 리셉터클 캐리어(44)가 피봇 가능하게 연결된다. 편리하게는, 리셉터클 캐리어(44)를 하우징(30)에 피봇 연결하기 위해 핀(46)이 사용된다. 리셉터클 캐리어(44)는 도 7에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치 또는 작동 위치로 이동될 수 있다. 도 6과 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리셉터클 캐리어(44)는 리셉터클 캐리어(44)가 폐쇄 위치로 이동될 때 개구(34)와 정렬되는 개구(48)를 구비한다. 리셉터클 캐리어(44)은 하우징(30)상의 2개의 천공 탭(52) 아래에 배치되는다른 개구(50)를 더 구비한다.

도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일단 리셉터클 캐리어(44)가 개방 위치로 이동되면, 리셉터클(54)이 에어로졸화 장치(28) 내로 삽입될 수 있다. 리셉터클(54)은 분말 약제를 보유하는 챔버(58; 점선으로 도시됨)을 갖는 리셉터클 본체(56)를 포함한다. 리셉터클 본체(56)는 챔버(58)의 상부 부분이 탭(52)에 의해 천공될 수도 있도록 구성되는데, 이에 대해서는 이하에서 더욱 상세히 설명한다. 리셉터클 본체(56)에는 특정 임계 진공에서 파열 또는 파단하도록 구성된 박막을 구비하는 임계 밸브(60)가 배치된다.

리셉터클(54)은 임계 밸브(60)가 개구(36)와 정렬되도록 에어로졸화 장치(28) 내로 삽입된다. 또한, 챔버(58)는 개구(50) 내에 놓인다. 일단 리셉터클(54)이 리셉터클 캐리어(44)에 삽입되면, 리셉터클 캐리어(44)는 도 9에 도시된 바와 같이 폐쇄 또는 작동 위치로 이동된다. 폐쇄 위치에서 임계 밸브(60)는 개구(34)와 정렬된다. 또한, 탭(52)은 챔버(58) 위의 본체(56)를 천공하고 리드를 박리시켜 챔버(58) 내에 수용된 분말에 접근할 수 있는 한쌍의 개구를 제공한다. 일단 리셉터클 캐리어(44)가 폐쇄 위치로 이동되면, 사용자는 입을 마우스피스(32) 위에 갖다대어 흡입을 시도할 수 있다. 에어로졸화 장치(28)를 통한 호흡 가스의 유동은 사용자가 임계 밸브(60)를 개방시키는 데 충분한 진공을 생성할 때까지 방지된다. 이 시점에서, 화살표로 도시된 바와 같이, 호흡 가스는 개구(34)를 통해, 개구(36)를 통해, 챔버(58)를 통해, 개구(38)를 통해 그리고 마우스피스(32) 밖으로 격렬하게 흐를 수 있게 된다.

이제 도 10을 참조하여, 에어로졸화 장치(28) 등의 에어로졸화 장치를 통한 호흡 가스의 유동을 조절하기 위해 이용할 수 있는 기법의 일예를 설명하기로 한다. 도 10에는 통상 약학 제제(도시 생략)로 채워진 챔버(64)를 갖는 리셉터클(62)이 도시되어 있다. 도 10에 있어서, 천공 튜브(66)는 이미 챔버(64) 상부의 리드를 천공하였으며, 튜브(66)의 말단부(68)가 챔버(64) 내에 배치되어 있다. 도 10에서, 튜브(66)의 말단부(68)는 챔버(64)의 바닥 근처에 배치된다. 이 방법에 있어서, 말단부(68)와 챔버(64)의 바닥 간에 공기 통로의 크기는 챔버(64) 내부와 천공 튜브 바깥으로 흐르는 호흡 가스를 제한하기 위해 축소되어 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 말단부(68)는 수직으로 상향 이동되므로 챔버(64)의 바닥 단부로부터 더 멀어지게 된다. 이 방법으로, 호흡 가스의 유동률이 증가될 수도 있다.

말단부(68)와 챔버(64)의 바닥 간에 거리를 조절하는 데는 다양한 기법을 이용할 수 있다. 예컨대, 하나의 기법으로는 환자의 흡입에 의해 생성되는 흡입력의 사용을 채택하는 것이다. 보다 구체적으로는, 환자가 흡입하기 시작함에 따라, 흡입에 의해 튜브(68) 내에 생성되는 진공원은 챔버(64)의 바닥 단부를 말단부(68) 쪽으로 이동시키는 경향이 있다. 말단부(68)와 챔버(64)의 바닥 단부 간에 거리를 제어하기 위해서는 다양한 기구를 이용할 수 있다. 예컨대, 리셉터클(62)과 천공 튜브(66) 사이의 상대 운동을 제어하는 다양한 편향 기구가 포함될 수 있다. 솔레노이드, 피스톤 등과 같은 자동 기구를 또한 이용할 수도 있다. 더욱이, 사용자의 손 또는 손가락의 사용을 비롯한 여러 수동 기법을 또한 이용할 수도 있다.

천공 튜브(66)의 특징 중 하나는 챔버(66) 내에 수용된 분말에 대한 분쇄기의 역할을 하는 수렴 노즐을 형성한다는 것이다. 보다 구체적으로는, 환자가 흡입하여 챔버(64)로부터 분말을 추출함에 따라, 천공 튜브(66)에 의해 생성된 수렴 유동로는 분말의 에어로졸화와 폐 내의 배치를 쉽게 할 수 있도록 분말을 분쇄하는 경향이 있다.

이제 도 12를 참조하여, 에어로졸화 장치(70)의 일 실시예를 설명함으로써 에어로졸화 장치를 통해 호흡 가스의 유동을 조절하는 한 기법을 기술하기로 한다. 설명의 용이성을 위해, 에어로졸화 장치(70)의 일부만을 도시하였으므로, 에어로졸화 장치를 완성하기 위해 기타 구성요소들을 이용할 수 있음을 이해해야 한다. 에어로졸화 장치(70)는 하우징(72)과 리셉터클 캐리어(74)를 포함한다. 리셉터클 캐리어(74)는 리셉터클(76)의 편리한 로딩 및 언로딩을 위해 하우징(72)에 대해 이동 가능하도록 구성될 수도 있다. 리셉터클(76)은 본원 명세서에 설명된 다른 실시예들과 유사하게 구성될 수도 있는 챔버(78)와 임계 밸브(80)를 포함한다. 리셉터클 캐리어(74)는 밸브(80)와 정렬되어 호흡 가스가 일단 개방된 밸브(80)를 통해 유동할 수 있게 하는 개구(82)를 포함한다. 하우징(72)에는 이전 실시예에서 설명된 것과 유사한 방식으로 리셉터클(76)을 천공하여 챔버(78)에 대해 접근할 수 있게 하는 천공 튜브(84)가 연결된다. 이러한 방식에 있어서, 환자가 에어로졸화 장치(70)로부터 흡입하면, 임계 밸브(80)는 임계 진공이 극복될 때 개방된다. 그 후, 호흡 가스는 화살표로 도시된 바와 같이 챔버(78)를 통해 유동하여 천공 튜브(84) 밖으로 흘러간다.

에어로졸화 장치(70)는 하우징(72)과 리셉터클 캐리어(74) 사이에 배치된 스프링(86)을 더 포함한다. 일단 밸브(80)가 개방되면, 천공 튜브(84) 내의 진공은 챔버(78)의 바닥 단부가 천공 튜브(84)쪽으로 인입되도록 한다. 스프링(86)의 스프링 상수는 챔버(78)의 바닥 단부와 천공 튜브(84) 간에 거리를 제어하여 에어로졸화 장치를 통한 가스 유동을 조절할 수 있도록 선택될 수 있다. 어떤 경우에는, 스프링(86)의 스프링 상수를 환자에 의해 발생된 평균 흡입 유동률에 기초하여 선택하는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 방법으로, 에어로졸화 장치(70)는 특정 환자에 맞게 적용될 수 있다. 에어로졸화 장치(70)는 챔버(78)의 바닥과 천공 튜브(84) 사이의 간극을 소정 거리로 유지하는 핀(88)을 더 포함한다. 이러한 방법으로, 챔버(78)는 천공 튜브(84)에 대해 완전히 인입되지는 않게 된다.

이제 도 13을 참조하여, 에어로졸화 장치(90)를 설명하기로 한다. 에어로졸화 장치(90)는 에어로졸화 장치(70)와 관련하여 전술한 것과 유사한 요소들로 구성될 수도 있다. 따라서, 설명의 편의성을 위해, 에어로졸화 장치(90)에 사용된 유사한 요소는 에어로졸화 장치(70)를 설명하는 데 사용된 동일한 참조 번호로 지시하고 추가로 설명하지 않는다. 에어로졸화 장치(90)는 천공 튜브(84)와 챔버(78)의 바닥 단부 간에 거리를 제어하기 위해 전자 제어기(92)를 사용한다는 점에서 에어로졸화 장치(70)와 상이하다. 전자 제어기(92)는 팽창 또는 수축하여 천공 튜브(84)와 챔버(78) 사이의 간극을 제어할 수 있는 솔레노이드(94)에 전자적으로 연결된다. 선택적으로, 에어로졸화 장치(90)의 공기 통로 내에서 임의의 장소에 유동 제어 센서(96)를 배치하여 에어로졸화 장치를 통한 유동률을 감지할 수 있다.제어기(92)가 유동 제어 센서(96)로부터 신호를 수신하면, 솔레노이드(94)로 신호를 송신하여 간극을 조절하고 이에 의해 유동률을 조절할 수 있다. 제어기(92)를 사용하는 장점 중 하나는 솔레노이드(94)가 소정 시간 후에 완전히 팽창되도록 타이밍 회로를 포함할 수도 있다는 점이다. 이러한 방법으로, 일단 에어로졸화된 제제가 환자의 폐에 도달하면, 사용자가 실질적인 저항없이 편안하게 흡입하여 폐를 호흡 가스로 채울 수 있게 하도록 솔레노이드(94)는 완전히 팽창될 수 있다.

이제 도 14를 참조하여, 리셉터클의 하류에 배치될 수 있는 노즐(98)의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 노즐(98)은 배출부(102)와 수축부(104)를 갖는 관형 구조체(100)를 구비한다. 약학 제제가 리셉터클로부터 추출되면, 화살표로 도시된 바와 같이 관형 구조체(100)를 통과한다. 배출부(102)에 의해 야기된 방향의 변화는 분쇄된 분말이 관형 구조체(100)의 벽과 맞닿게 하여 약학 제제의 분쇄에 일조한다. 수축부(104)에 도달하면, 분말은 더욱 교반되어 유동이 증가되므로 분말이 더 분쇄될 수 있다. 한 개의 배출부 다음에 수축부가 있는 것을 도시하였지만, 방향 변화의 여러 구성 및/또는 분말의 분쇄를 촉진하는 여러 구성이 다양한 관형 구조체에 마련될 수도 있음을 이해해야 한다.

이제 도 15 내지 26을 참조하여, 다양한 에어로졸화 장치의 실시예들을 설명하기로 한다. 도시하지는 않았지만, 도 15 내지 26의 에어로졸화 장치들은 전술한 실시예와 유사한 리셉터클의 리드를 천공할 수 있는 하나 이상의 천공 구조를 갖는 천공 튜브를 통상 포함한다. 이들 장치는 또한 전술한 실시예에 설명된 것과 유사한 방식으로 환자의 폐를 향한 호흡 가스의 유동을 조절하는 임계 밸브와 조절 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 도 15 내지 26의 여러 장치들의 구성요소는 서로 분배, 대체 및/또는 교체될 수도 있음을 이해해야 한다.

먼저 도 15를 참조하여, 에어로졸화 장치(106)의 일 실시예를 설명하기로 한다. 에어로졸화 장치(106)는 리드(110)를 갖는 하우징(108)을 구비한다. 리드(110)는 리셉터클(114)의 시트(112)를 수용하도록 개방 위치로 이동될 수 있다. 리드(110)는, 흡입 전에 가압되어 부속 리셉터클(114)을 천공할 수 있는 여러 버튼(116)을 포함한다. 리드(110)는 시트(112)가 로딩되는 것을 지시하고 또한 시트(112)상에 인쇄된 약제의 데이터와 형태를 보여 줄 수 있는 윈도우(118)를 구비하는 것이 편리하다. 하우징(108)은 마우스피스(120)와 사용하지 않을 때 마우스피스(120) 위로 슬라이드될 수 있는 미끄럼 가능한 커버(122)를 더 포함한다.

환자가 치료를 받을 준비가 되면, 환자는 커버(122)를 슬라이드시켜 마우스피스(120)를 노출시킨다. 그후, 사용자는 버튼(116) 중 한 개를 누른 다음 마우스피스(120) 위에 입을 댄 채로 흡입한다. 모든 버튼(116)을 눌렀다면, 시트(112)를 새로운 리셉터클 시트로 교체할 수 있다.

도 16은 커버(126; 도 16a도 참조)와 화살표로 지시된 바와 같이 커버(126) 내에서 미끄럼 가능한 인입기(128)를 구비하는 에어로졸화 장치(124)를 도시하고 있다. 인입기(128)는 리셉터클(130)을 보유하도록 구성된다. 도 16a에 도시된 바와 같이, 인입기(128)가 폐쇄되면, 리셉터클(130)이 커버(126) 내에 유지된다. 편리하게는, 인입기(128)가 폐쇄될 때 리셉터클(130)의 챔버가 천공되도록 구성될 수도 있다. 여러 압력 버튼(132)을 마련하여 다음 사용을 위해 인입기(128)를 뒤로끌 수 있도록 할 수도 있다. 커버(126)는 마우스피스(134) 및 리셉터클(130)이 로딩되는 것을 지시함과 동시에 약제의 데이터와 형태를 보여줄 수 있는 윈도우를 더 포함한다. 선택적으로, 에어로졸화 장치의 누적 사용수를 보여주기 위해 계수기(138)를 마련할 수도 있다.

도 17은 마우스피스(144)와 리드(146)를 갖는 하우징(142)을 구비하는 에어로졸화 장치(140)를 도시하고 있다. 리드(146)는 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 리드(146)를 개방하면, 리셉터클(148)을 하우징(142) 내에 배치할 수 있다. 리드(146)를 폐쇄하면, 리셉터클(148)이 천공되어 에어로졸화 장치(140)는 작동할 준비가 된다. 편리하게는, 리드(146)는 볼(152)을 포함하는 융기된 윈도우(152)를 구비할 수 있다. 윈도우(150)의 후방 영역은 공기 유동로와 연통하도록 배치되고, 이에 의해 에어로졸화 장치(140)를 통과하는 호흡 가스의 유동률에 좌우되는 영역 내에서 볼(152)이 이동하도록 한다. 편리하게는, 플러스와 마이너스 부호를 사용하여 에어로졸화 장치를 통과하는 유동률에 대한 시각적 피드백을 환자에게 제공할 수 있다. 이러한 방법으로, 환자는 시각적 피드백에 기초하여 흡입을 조절할 수 있다. 선택적으로, 에어로졸화 장치(140)는 여분의 리셉터클(148)을 보유하는 수납 격실(154)을 구비할 수도 있다.

도 18은 마우스피스(160)와 리드(162)를 갖는 하우징(158)을 구비하는 에어로졸화 장치(156)를 도시하고 있다. 힌지(164)를 이용하여 리드(162)를 하우징(158)에 피봇 연결시킨다. 리드(162)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 개방 위치에 있을 때, 리셉터클(166)이 하우징(158) 내로 로딩될 수 있다. 그 다음, 리드(162)가 폐쇄되는데, 이 상태에서 리셉터클(166)은 윈도우(168)를 통해 보이게 된다. 리드(162)는 사용하기 전에 눌러서 리셉터클(166)을 천공하는 압력 버튼(170)을 포함한다.

도 19는 하우징(174)과, 힌지(178)에 의해 하우징(174)에 연결되는 도어(176)를 구비하는 에어로졸화 장치(172)를 도시하고 있다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 다수의 리셉터클(182)을 갖는 디스크(180)는 에어로졸화 장치(172) 내에 삽입 가능하다. 편리하게는, 각 리셉터클은 도 19a에 도시된 바와 같이 숫자가 부여되어 있을 수 있다. 도어(176)는 에어로졸화 장치(172) 내에서 디스크(180)를 회전시키도록 회전 가능한 다이얼을 구비한다. 도어(176)는 회전 다이얼(184)에 의해 천공된 리셉터클을 보기 위한 윈도우(186)를 또한 구비한다. 치료를 받을 준비가 되면, 사용자는 입을 에어로졸화 장치(172)의 코형상부(187) 위에 대고 흡입하기 시작한다. 환자의 흡입은 리드(188)를 개방하여 에어로졸화된 제제가 환자의 폐 내로 들어가게 한다. 다른 치료를 받기 위해서는, 환자는 천공되는 다음 리셉터클로 단순히 다이얼(184)을 돌려 에어로졸화 장치(172)의 작동을 준비시킬 수 있다.

이제 도 20과 20a를 참조하여, 대안적인 에어로졸화 장치(190)를 설명하기로 한다. 에어로졸화 장치(190)는 하우징(192)과, 힌지(196)에 의해 상기 하우징(192)에 연결되는 리드(194)를 구비한다. 에어로졸화 장치(190)는 환자가 흡입하는 마우스피스(198)를 더 포함한다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 에어로졸화 장치(190)는 리셉터클(200)이 로딩 위치에 배치된 개방 위치에 있다. 그 다음에, 도 20에 도시된 위치로 리드(194)를 폐쇄할 수 있다. 리드(194)는 약학 제제가 추출될 수 있도록 눌러서 리셉터클(200)을 천공하는 압력 버튼(202)을 포함한다. 리드(194)는 또한 작동 전에 버튼(202)쪽으로 사용자가 타이머(204)를 당김으로써 수동 설정되는 타이머(204)를 포함한다. 사용자는 그 후에 마우스피스(198)로부터 흡입을 시작하여 약학 제제를 에어로졸화시킨다. 사용자는 타이머(204)가 작동할 때까지 흡입하는 것이 바람직하다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 리드(194)는 추가 리셉터클(200)을 수납하기 위한 다수의 수납 장소를 포함할 수 있다.

도 21은 리셉터클(212)을 수용하기 위한 슬롯(210)을 갖는 하우징(208)을 구비하는 에어로졸화 장치(206)를 도시하고 있다. 에어로졸화 장치(206)는 코킹되어 리셉터클(212)이 천공되게 할 수 있는 코킹 장치(214)를 더 포함한다. 에어로졸화 장치(206)는 트랩 도어(216)와 연장 가능한 마우스피스(218; 일점 쇄선으로 도시함)를 더 포함한다. 코킹 장치(214)가 코킹되어 리셉터클(212)을 천공하면, 트랩 도어(216)도 또한 개방되어 마우스피스(218)가 연장된다.

도 22를 참조하여, 다른 에어로졸화 장치(220)를 설명하기로 한다. 에어로졸화 장치(220)는 하우징(222)과, 이 하우징(222)에 연결될 수 있는 클립(224)을 구비한다. 도 22a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 클립(224)은 수납 영역(226)과 폐기 영역(228)을 포함한다. 수납 영역(226)은 후술되는 바와 같이 하우징(222) 내로 로딩될 수 있는 다수의 리셉터클(230)을 포함한다. 리셉터클은 일단 사용되면, 폐기 영역(228)으로 배출된다. 편리하게는, 분리 가능한 시일(232)이 저장영역(226)에 배치될 수 있다. 클립(224)을 사용하는 장점은 리셉터클을 신선하게 공급하는 대체 클립이 하우징(222)에 쉽게 연결될 수 있어 에어로졸화 장치(220)를 여러번 사용할 수 있게 한다는 점이다.

도 22에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하우징 장치(220)는 리셉터클(230) 중 한 개를 저장 영역(226)에서 하우징(222) 내로 전진시키도록 회전되는 회전 가능한 다이얼(234)을 더 포함한다. 하우징(222) 내에 배치되면, 리셉터클(230)은 천공된다. 또한, 하우징(222)은 얼마나 많은 리셉터클이 천공되지 않고 남아 있는 지를 보여주는 계수기(236)를 포함한다. 줄로 속박되어 있는 마우스피스 커버(238)가 하우징(222)에 연결되어 흡입 전에 제거된다.

따라서, 에어로졸화 장치(220)를 사용하기 위해서는, 사용자는 단순히 다이얼(234)을 회전시킴으로써, 다음 리셉터클을 전진시켜 천공한다. 사용자는 커버(238)를 제거하고 흡입하여 약학 제제를 에어로졸화하고 제제를 환자의 폐 내에 증착시킨다. 다음 투약을 위한 준비가 되면, 다이얼(234)을 다시 회전시켜 사용된 리셉터클이 폐기 영역(228)으로 사출되도록 하고 다른 리셉터클을 전진시킨다. 모든 리셉터클을 사용하였다면, 클립(224)을 제거하고 대체 클립을 끼운다.

도 23은 하우징(242)과, 이 하우징(242)에 피봇 연결되는 리드(244)를 구비하는 에어로졸화 장치(240)를 도시하고 있다. 분리 가능한 마우스피스 커버(246)가 또한 마련된다(도 23a도 참조). 커버(246)는 환자에 의해 흡입 전에 제거된다. 에어로졸화 장치(240)는 리셉터클(250)의 스트립(248; 도 24에 도시됨)을 보유하도록 구성된다. 스트립(248)이 일단 하우징(242) 내에 위치하면, 천공되기를 원하는리셉터클을 지시하도록 슬라이드(252)가 이동될 수 있다. 다음에 슬라이드(252)를 눌러서 선택된 리셉터클을 천공할 수 있다. 선택적으로, 슬라이드(252)는 에어로졸화 장치(240) 내의 배관에 연결될 수 있으므로 배관은 슬라이드(252)와 함께 적절한 리셉터클로 이동될 수 있다. 에어로졸화 장치(240)는 또한 사용자가 최대 흡입 유동률을 초과하여 흡입할 때 청각 신호를 발생하는 휘슬(254)을 포함할 수도 있다. 사용자는 휘슬 소리를 발생시키는 휘슬(254)이 정지할 때까지 단순히 느린 유속으로 흡입하면 된다.

도 25는 하우징(258)과, 이 하우징(258)에 매어 놓은 마우스피스 커버(260)를 구비하는 에어로졸화 장치(256)를 도시하고 있다. 커버(260)는 사용하기 전에 제거된다. 하우징(258)은 이 하우징(258)을 통해 연장하는 슬롯(262)을 더 포함한다. 이러한 방법에 있어서, 연속적인 리셉터클(266)의 스트립(264)이 슬롯(262)을 통해 공급될 수 있다. 이와 달리, 스트립(264)은 개별 리셉터클이 슬롯(262) 내로 공급될 수 있도록 세그먼트로 분리될 수도 있다. 하우징(258)은 로딩된 리셉터클을 눌러서 천공할 수 있는 버튼(268)을 포함한다.

환자가 흡입하기 시작하면, 그 유동률은 가스 게이지(270)에 의해 감시된다. 이러한 방법으로, 적당한 유동률로 흡입하는 데 일조하는 시각적 피드백을 사용자에게 제공한다. 선택적으로, 하우징(258)은 에어로졸화 장치(258)를 펜과 같이 주머니에 휴대할 수 있게 하는 클립(272)을 포함할 수 있다.

도 26은 마우스피스(278)를 갖는 하우징(276)과, 이 하우징(276)에 대해 회전 가능한 회전체(280)를 구비하는 에어로졸화 장치(274)를 도시하고 있다. 에어로졸화 장치(274)는 이 장치(274)의 후단부에서 리셉터클 팩(282)를 수용하도록 구성된다. 리셉터클 팩(282)은 사용할 준비가 되었을 때 천공될 수 있는 다수의 리셉터클(284)을 포함한다. 리셉터클 팩(282)의 형태가 원통형인 것으로 도시되었지만, 사각형 튜브를 비롯하여 기타의 형태가 이용될 수 있음을 이해해야 한다.

리셉터클 팩(282)이 에어로졸화 장치(274) 내로 삽입되면, 회전체(280)가 회전되어 리셉터클이 천공되는 맞물림 위치로 리셉터클 중 한 개를 전진시킨다. 편리하게는, 하우징(276)은 남은 리셉터클의 숫자를 보여주는 계수기(286)를 구비한다. 환자가 과도한 유동률로 호흡하면, 하우징(276)이 진동하여 환자가 흡입 유동률을 조절할 수 있도록 피드백을 사용자에게 제공하게 구성된다.

환자가 리셉터클로부터 분말을 추출하는 데 필요한 충분한 진공을 생성할 때까지 환자의 폐로 향하는 가스의 유동을 방지하도록 광범위한 임계 밸브를 사용할 수 있다. 그러한 밸브는 환자에 의해 생성된 진공이 밸브의 임계 작동 압력과 일치하거나 그 압력을 초과할 때까지 임의의 가스의 유동을 방지하도록 구성된다. 밸브가 개방된 후에는, 밸브에 의해 아주 작은 유동 저항이 제공된다. 유동이 정지하면, 밸브는 이전 시작 위치를 리셋하도록 구성될 수 있다.

약 20 cm H₂O 내지 약 60 cm H₂O, 보다 바람직하게는 적어도 약 50 cm H₂O 의 압력에서 개방되어 가스 유동이 화살표로 지시된 방향으로 에어로졸화 장치를 통과할 수 있도록 구성된 임계 밸브(302)를 갖는 밸브 시스템(300)의 개략적인 다이어그램이 도 27에 도시되어 있다. 이러한 방법에 있어서는, 흡입 시작시의 짧은 기간 동안 비교적 높은 유동률이 달성되어 분말이 리셉터클로부터 확산될 수 있게 한다.

선택적으로, 밸브 시스템(300)은 장치를 통해 사용자에게 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브(304)를 포함할 수 있다. 그러한 체크 밸브는 에어로졸화 장치의 임의의 장소에 합체되고, 편의를 위해 임계 밸브와 일체로 될 수도 있다. 밸브 시스템(300)은 밸브(302)가 일단 개방되면 가스 유동에 대한 저항이 거의 없도록 구성될 수 있다. 일부의 경우에, 필요하다면 밸브 시스템(300)은 밸브(302)를 리셋할 수 있는 리셋 특성을 갖도록 구성될 수도 있다. 어떤 경우에는, 밸브 시스템(300)은 임계 작동 압력을 조절할 수 있어 임의의 진공 수준을 저하시키고/저하시키거나 역류 저항 압력을 상승시키는 조절 기구를 구비하도록 구성될 수도 있다.

사용 가능한 임계 밸브의 한 형태로는 원하는 임계 압력에서 유동을 개시하고 역류를 저지하도록 구성된 실리콘 고무가 있다. 이러한 밸브는 또한 기계적 저항 수단을 필요로 하지 않고 자체로 리셋된다. 그러한 밸브의 예는, 예컨대 미국특허 제4,991,745호, 제5,033,655호, 제5,213,236호, 제5,339,995호, 제5,377,877호, 제5,409,144호 및 제5,439,143호에 기술되어 있으며, 그 기술 내용 전부는 본원 명세서에 참조로서 포함된다.

에어로졸화 장치에 합체될 수 있는 다양한 형태의 임계 밸브의 예가 도 28 내지 40에 도시되어 있다. 도 28에는 입구(310)와 출구(312)를 갖는 하우징(308)으로 이루어진 관통 임계 밸브(306)가 도시되어 있다. 엘라스토머 박막과 같은 박막(314)이 하우징(308)의 내부를 가로질러 배치되어 있으며 중앙 개구(316)를 구비하고 있다. 볼(318)이 하우징(308) 내에 밀봉되어 점선으로 도시한 바와 같이 사용자에 의해 충분한 진공이 생성되었을 때 개구(316)를 관통하도록 구성된다. 일단 볼(318)이 박막(314)을 통과하면, 통로(320)를 통과함으로써 하우징(308)을 통한 가스 유동이 허용된다. 편리하게는, 다른 사용을 위해 밸브를 리셋하기 위해서 박막(314)의 타측으로 다시 볼(318)을 가압하도록 리셋 로드(322)가 사용될 수 있다.

도 29는 우산 관통 밸브(324)를 도시하고 있다. 밸브(324)는 우산 부재(330)를 지지하기 위한 지지 부재(328)를 갖는 하우징(326)을 구비하고 있다. 하우징(326)은 또한 사용자가 충분한 진공을 생성할 때까지 우산 부재(330)의 축방향 운동을 저지하는 탭(332)을 포함한다. 충분한 진공이 생성되었을 때에는, 점선으로 도시한 바와 같이 우산 부재(330)가 휘어져서 탭(332)을 통과하게 된다. 다음에, 가스가 지지 부재(328)의 개구(334)를 통해 유동하도록 허용된다. 다른 사용 전에 우산 부재(330)를 가압하여 탭(332)을 후퇴시키도록 리셋 로드(336)가 사용될 수 있다.

도 30에는 밸브 부재(342)가 피봇 회전하도록 가로 방향으로 배치된 관형 하우징(340)을 구비하는 임계 밸브(338)가 도시되어 있다. 편향 부재(344)가 탭(346)에 대해 밸브 부재(342)를 편향시킨다. 이러한 방법에 있어서, 편향력을 극복하는 데 충분한 진공이 형성되고 이에 의해 점선으로 도시된 바와 같이 밸브 부재(342)가 개방될 수 있게 되면 가스가 하우징(340)을 통해 유동하도록 허용된다.

도 31a는 관형 하우징에 사용될 수 있는 플래퍼 밸브(348)를 도시하고 있다. 플래퍼 밸브(348)는 샤프트(352)에 피봇 연결되는 2개의 밸브 부재(350)를 구비한다. 스프링(도시 생략)은 도 31a에 도시된 위치로 밸브 부재(350)를 편향시킨다. 충분한 진공력이 제공되면, 스프링력을 극복하여 밸브 부재(350)가 도 31b에 도시된 개방 위치로 이동하므로 가스가 유동할 수 있게 된다.

도 32는 탭(360, 36) 사이에 유지되는 스핀들(358)을 갖는 관형 하우징(356)을 구비하는 스핀들 형태의 밸브(354)를 도시하고 있다. 관통 채널(362)은 사용자에 의해 생성된 진공이 스핀들을 탭(361)쪽으로 이동시킬 때 채널(362)을 통해 그리고 스핀들(358) 주위에서 가스가 유동될 수 있도록 배열된다. 스핀들(358)과 하우징(356) 사이의 마찰력은 밸브를 개방하는 데 필요한 원하는 임계값의 힘에 따라 변화될 수 있다.

도 33은 정지부(368)를 갖는 관형 하우징(366)을 구비한 다른 스핀들 형태의 밸브(364)를 도시하고 있다. 스핀들(370)은 정지부(368) 근처에 있도록 하우징(366) 내에 배치됨으로써 하우징(366)을 통과하는 가스의 유동을 방지한다. 환자에 의해 충분한 진공이 발생되면, 스핀들(370)은 하우징(366) 내에서 슬라이드하여 정지부(368)로부터 멀어지게 된다. 이러한 방법으로, 가스는 하우징(366)을 통해 유동할 수 있게 된다.

도 34a는 볼(380)을 구비하며 밖으로 뒤집어질 수 있는 우산 부재(378)을 유지하는 지지부(376)가 있는 관형 하우징(374)을 구비하는 임계 밸브(372)를 도시하고 있다. 볼(380)은 사용자에 의해 진공이 인가될 때 우산 부재(378)를지지부(376)에 고정하는 역할을 한다. 도 34b에 도시된 바와 같이, 우산 부재(378)는 사용자에 의해 충분한 진공이 발생되었을 때 밖으로 뒤집어지도록 구성된다. 우산 부재가 뒤집어진 위치에 있을 때, 도시된 바와 같이 지지부(376)의 개구(382)를 통해 가스가 유동하게 된다. 우산 부재(378)는 다른 사용 전에 도 34a에 도시된 위치로 리셋될 수 있다.

임계 밸브는 예정된 자장 강도에 기초하여 교대로 개방 위치와 폐쇄 위치에 있도록 설계된 밸브일 수도 있다. 예컨대, 도 35는 강철 볼(388)을 유지하는 하우징(386)을 구비한 임계 밸브(384)를 도시하고 있다. 하우징(386) 내에는 또한 자석(390)과, 볼(388)보다 직경이 작은 중앙 개구(394)를 갖는 엘라스토머 가스킷(392)이 배치된다. 이러한 방법에 있어서, 자석(390)은 개구(394)에 볼(388)을 유지하여 하우징(386)을 통한 가스의 유동을 저지한다. 사용자가 충분한 진공을 제공하면, 점선으로 도시된 바와 같이, 볼(388)은 정지부(396)로 이동된다. 이 때, 볼(388) 주위와 개구(394)를 통해 가스가 자유롭게 유동하게 된다. 자장은 사용자가 흡입을 중단하였을 때 볼이 리셋되어 공기 유동을 저지할 정도로 충분히 세도록 구성된다.

도 36a는 중앙 오리피스(404)가 있는 제한부(402)를 갖는 관형 하우징(400)을 구비한 임계 밸브(398)를 도시하고 있다. 쌍안정 돔(406)이 지지부(407)에 연결되어 도 36a에 도시된 위치에 있을 때는 오리피스(404)를 커버하도록 하우징(400)의 내부를 가로질러 배치된다. 사용자가 충분한 진공을 제공하면, 돔(406)은 쌍안정 기능을 수행하여 도 36b에 도시된 위치로 이동한다. 이러한 방법으로, 화살표로 도시된 바와 같이, 가스가 오리피스(404)를 통과한 다음 지지부(407)의 개구(408)를 통해 유동될 수 있다.

도 37a는 하우징(412)에 밀봉된 가요성 블레이더(414)를 갖는 관형 하우징(412)을 구비하는 임계 밸브(410)를 도시하고 있다. 압력이 임계 압력 이하일 때, 블레이드(414)는 도 37a에 도시된 형태를 유지한다. 이러한 방법으로, 볼(416)이 블레이더(414)를 통과하는 것이 방지됨으로써, 하우징(412)을 통한 가스의 유동이 저지된다. 채널(418)이 블레이더(414)의 내부와 연통하므로, 환자가 임계 압력보다 큰 진공을 발생시켰을 때, 블레이더(414)가 도 37b에 도시된 위치로 이동하여 가스가 하우징(412)을 통해 유동할 수 있게 한다.

도 38은 파단성 격막(424)을 갖는 관형 하우징(422)을 구비하는 임계 밸브(420)를 도시하고 있다. 격막(424)은 임계 진공이 사용자에 의해 인가되었을 때 점선으로 도시된 바와 같이 파열하도록 구성된다.

도 39는 관형 하우징(422)과, 이 하우징(428)에 피봇 연결된 밸브 부재(430)를 구비하는 임계 밸브(420)를 도시하고 있다. 밸브 부재(430)는 도 39에 도시된 바와 같이 폐쇄 위치에 있을 때 하우징(428)을 통과하는 가스의 유동을 저지한다. 정지부(432)는 임계 진공이 사용자에 의해 발생될 때 밸브 부재(430)가 개방되는 것을 방지한다. 정지부(432)는 챔버(436) 내에 유지되는 박막(434)에 연결된다. 챔버(436)는 통로(438)에 의해 하우징(428)의 내부와 연통한다. 이러한 방법에 있어서, 충분한 진공이 발생되면, 정지부(432)가 상승되어 밸브 부재(430)가 개방될 수 있게 한다. 편리하게는, 박막(434)이 상향으로 이동될 때 챔버(436) 내로 공기가 흘러들어갈 수 있게 하는 배출부(440)가 마련될 수 있다. 또한, 정지부(432)가 상승되었을 때 밸브 부재(430)를 개방 위치로 이동시키는 스프링(442)이 마련될 수 있다.

도 40은 하우징(446)과, 이 하우징(446) 내에 배치된 밸브 부재(448)를 구비하는 관통 형태의 임계 밸브(444)를 도시하고 있다. 정지부(450)는 임계 압력이 환자에 의해 발생될 때까지 밸브 부재(448)를 적소에 유지한다. 임계 압력이 발생되면, 밸브 부재(448)는 점선으로 도시된 바와 같이 수축되어 밸브 부재(448)가 정지부(450)를 지나갈 수 있게 한다.

분말이 리셉터클로부터 추출되어 에어로졸화된 후에 에어로졸화 장치를 통과하여 사용자의 폐 내로 흐르는 가스의 유동을 제한할 수 있도록 다양한 유동 조절기를 이용할 수 있다. 그러한 유동 조절기는 공기 통로를 통해 해부학상 무용 용적을 이동하는 에어로졸의 유동률이 충분히 낮게 되는 것을 보장하기 위해 특정 시간 동안 에어로졸화 장치를 통과하는 유동률을 제한하도록 마련된다.

도 41은 유동 조절기(460)의 일 실시예를 개략적으로 도시하고 있다. 조절기(460)는 가스의 유동을 약 15 L/min 미만, 보다 바람직하게는 약 10 L/min 미만으로 제한하도록 구성된다. 유동 조절기(460)는 유동 저항이 낮은 진공에서는 작고 사용자에 의해 발생된 진공에 의해 증가하도록 구성될 수 있다. 편리하게는, 유동 조절기(460)는 분말을 함유하는 리셉터클에 대해 평행한 유동로 내에 배치될 수 있다. 그러한 경우에, 유동 조절기는 약 0.1(cm H₂O)^1/2/분당 표준 리터(SLM)로부터 리셉터클 유동로의 저항까지 변화하는 시스템 유동 저항 R을 제공할 수 있다. 이와 달리, 유동 제어기가 리셉터클과 일렬로 배치될 수도 있다. 그러한 경우에, 시스템 저항 R은 리셉터클 유동로의 저항으로부터 1.0(cm H₂O)^1/2/SLM 보다 큰 저항까지 변화할 수 있다.

도 42 내지 59에는 리셉터클이 개방된 후에 가스 유동을 조절하기 위해서 에어로졸화 장치에 사용될 수 있는 다양한 형태의 유동 조절기가 도시되어 있다. 예컨대, 도 42a는 유동 채널(466)을 갖는 L 자형 하우징(464)을 구비하는 유동 조절기(462)를 도시하고 있다. 스커트 시일(470)을 갖는 셔틀(468)이 하우징(464) 내에서 미끄럼 이동될 수 있다. 복구 스프링(472)이 도 42a에 도시된 위치로 셔틀(468)을 편향시킨다. 하우징(464)을 통과하는 유동률이 증가할 때, 셔틀(468)은 하우징(464) 내에서 이동하여 스프링(472)을 압축시키고 유동 채널(466)을 차단한다. 이러한 방법에 있어서, 유동률은 소정 비율로 제한된다. 유동률이 너무 과도하면, 채널(466)은 도 42b에 도시된 바와 같이 셔틀(468)이 정지부(474)와 맞물릴 때 폐쇄된다. 유동이 정지되면, 스프링(472)은 셔틀(468)을 시작 위치로 이동시킨다.

도 43은 도 28과 관련하여 전술된 구성과 유사한 임계 밸브를 또한 포함하는 유동 조절기(476)를 도시하고 있다. 조절기(476)는 테이퍼진 유동 채널과 전술한 것과 유사한 방식으로 임계 밸브로서 작용하는 박막(482)을 갖는 하우징(478)을 구비한다. 도 43에 있어서, 볼(484)은 박막(482)을 관통하여 사용자에 의해 발생된진공에 의해 스프링(486)에 대해 가압된다. 진공이 증가할 때, 스프링(486)은 점선으로 도시된 바와 같이 볼(484)이 채널(480)로 더욱 이동됨에 따라 압축된다. 그 결과로서, 유동로가 제한되고, 이에 의해 가스의 유동을 제한한다. 스프링(486)의 스프링 상수는 원하는 유동 제어 특성을 제공하기 위해 조절될 수 있다.

도 44a와 44b는 벨로우즈(492)가 배치된 관형 하우징(490)을 구비하는 유동 조절기(488)를 도시하고 있다. 벨로우즈(492)는 도 44a에 도시된 바와 같이, 하우징(490)을 통과하는 유동이 증가할 때 압축되도록 구성된 엘라스토머로 이루어질 수 있다. 벨로우즈(492)가 압축됨에 따라, 벨로우즈를 통과하는 유동로(494)가 감소되어 유동률을 제한한다.

도 45는 오리피스(501)를 갖는 원뿔 부재(500)가 미끄럼 가능하게 배치된 관형 하우징(498)을 구비하는 유동 조절기(496)를 도시하고 있다. 유동 채널(504)을 갖는 제한 부재(502)가 또한 하우징(498) 내에 유지된다. 스프링(506)이 원뿔 부재(500)와 제한 부재(502) 사이에 배치된다. 오리피스와 유동 채널(504)을 통과하는 유동률이 증가함에 따라, 스프링(506)이 압축되어 원뿔 부재(500)가 유동 채널(504) 속으로 더욱 이동되고, 이에 의해 하우징(498)을 통과하는 가스의 유동을 제한한다.

도 46은 유동 채널(518)을 갖는 다른 하우징(516)으로부터 하우징(510) 내로 가스가 유동되게 하는 폐쇄 단부(412)와 유동 채널(514)을 갖는 관형 하우징(510)을 구비하는 유동 조절기(508)를 도시하고 있다. 스프링(520)은 도 46에 도시된바와 같이 하우징(510)을 좌측으로 편향시킨다. 유동률이 증가할 때, 스프링(520)이 연장되어 도 46의 우측으로 하우징(510)을 이동시킨다. 그렇게 되면, 유동 채널(514)이 하우징(516)에 의해 제한되어 가스 유동을 제한하게 된다.

도 47은 개방 셀 폼(526; foam)으로 채워진 격실(524)을 갖는 관형 하우징(522)을 구비하는 유동 조절기(520)를 도시하고 있다. 개방 셀 폼 재료는 폼을 압축하여 다공성 유동 채널을 수축시키도록 인가된 진공을 이용함으로써 하우징(522)을 통과하는 가스의 유동을 제한 및 조절한다.

도 48은 다수의 오리피스(534)가 있는 지지부(532)를 갖는 관형 하우징(530)을 구비하는 유동 조절기(528)를 도시하고 있다. 우산 부재(536)가 지지부(532)에 의해 유지되어 하우징(530)을 통과하는 가스 유동을 제한한다. 편리하게는, 우산 부재(536)가 도 43a와 43b와 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로 뒤집어 질 수 있어 또한 임계 밸브로서 기능할 수 있다.

도 49는 유입관(542)과 유출관(544)을 갖는 하우징(540)을 구비하는 유동 조절기(538)를 도시하고 있다. 하우징(540) 내에는 액체(546)가 배치되어 있다. 가스가 하우징(540)을 통해 유동함에 따라, 하우징(540)을 통과하는 가스의 유동을 조절하는 액체(546)에 가스가 기포를 생기게 한다.

도 50은 목부 영역(552)을 갖는 관형 하우징(550)을 구비하는 유동 조절기(548)를 도시하고 있다. 셔틀(554)이 하우징(550) 내에 유지되어 진공력이 증가할 때 목부 영역(552)으로 강제된다. 셔틀(554)을 이동시키는 데 필요한 힘은 스프링(556)에 의해 제어된다. 이러한 방법으로, 진공력이 증가함에 따라, 유동로가 제한되어 하우징(550)을 통과하는 유동률을 제한한다.

도 51은 하우징(558) 내에서 미끄럼 가능한 스핀들(560)을 갖는 관형 하우징(558)을 구비하는 유동 조절기(556)을 도시하고 있다. 스프링(562)은 스핀들(560)의 유동로(564)가 하우징(558) 내의 유동로(566)와 정렬되도록 도 51에 도시된 바와 같이 우측으로 스핀들(560)을 편향시킨다. 따라서, 도 51에 도시된 위치에서, 가스는 스핀들(560)의 유동로(564) 및 유동로(568)를 관통함으로써 하우징(558)을 통해 유동할 수 있다. 그러나, 진공력이 증가함에 따라, 스핀들(560)은 좌측으로 이동하여 유동로(566)를 제한하고, 이에 의해 하우징(558)을 통과하는 가스의 유동을 제한한다.

도 52는 팽창가능한 원뿔(574)을 갖는 관형 하우징(572)을 구비하는 유동 조절기(570)를 도시하고 있다. 원뿔(574)은 오리피스(576)를 포함하며 유동률이 도 52에서 도시된 바와 같이 낮을 때 가스 유동이 오리피스(576)를 통과할 뿐만 아니라 원뿔(574) 둘레를 통과하도록 구성된다. 유동률이 증가될 때, 원뿔이 팽창하여 하우징(572)에 대해 밀봉을 제공하므로 가스 유동은 오리피스(576)를 통해서만 허용된다.

도 53a와 53b는 아이리스(iris) 밸브(582)를 구비하는 유동 조절기(580)를 도시하고 있다. 일단부(584)는 고정되고 타단부(586)는 회전되어 도 53b에 도시된 위치로 아이리스 밸브(582)를 이동시킬 수 있다. 이 방법으로, 아이리스 밸브(582)를 통한 유동률이 조절될 수 있다.

도 54는 화살표로 도시된 바와 같이 한 방향으로만 회전 가능한 외륜(592)을갖는 하우징(590)을 구비하는 유동 조절기(588)를 도시하고 있다. 외륜(592)은 하우징(590)을 통한 가스 유동량을 조절하기 위해 조절될 수 있는 마찰식 연결에 의해 하우징(590)에 피봇 연결된다. 한 방향으로만 회전 가능함에 따라, 외륜(592)은 또한 체크 밸브의 역할을 한다.

도 55a와 55b는 피봇 플랩(598)을 갖는 관형 하우징(596)을 구비하는 유동 조절기(594)를 도시하고 있다. 플랩(598)은 하우징(596)을 통과하는 유동률을 감소시키기 위해 도 55b에 도시된 바와 같이 높은 가스 유동을 받을 때 폐쇄되도록 구성된다.

다른 형태의 유동 조절기는 반대 방향으로의 유동을 방지하면서도 소정의 유동률로 유동을 제한하는 연질의 엘라스토머, 예컨대 실리콘 고무와 같은 가요성 재료로 구성되는 밸브를 구비한다. 그러한 밸브는 또한 스스로 리셋될 수 있어 기계적 보조 기구가 불필요하다. 그러한 밸브는 인가된 진공에 반응하여 밸브를 통과하는 공기의 유동을 허용하는 오리피스와, 증가된 진공압 수준으로 인해 오리피스 영역을 감소시키고 이에 따라 유동 저항이 증가하도록 오리피스를 둘러싸는 하나 이상의 수축형 벽을 포함한다. 그러한 밸브의 한가지 특징은 제조 비용이 비교적 저렴하다는 것이다. 그러한 밸브의 한 특정례는 미국특허 제5,655,520호에 개시되어 있으며, 그 전체 개시 내용은 본원 명세서에 참조로서 합체된다.

도 56a와 56b는 그러한 유동 조절기(600)의 일 실시예를 도시하고 있다. 유동 조절기는 오리피스(606)를 포함하는 덕빌 밸브(604)를 갖는 엘라스토머 본체(602)를 구비한다. 도 56a에 있어서는, 유동률이 낮아서 오리피스(606)가 완전히 개방되어 있다. 유동률이 증가될 때, 밸브(604)는 도 56b에 도시된 바와 같이 폐쇄되기 시작하여 유동을 제한한다.

그러한 유동 조절기의 다른 예가 도 57 내지 59에 도시되어 있다. 도 57에 있어서, 유동 조절기(608)는 상부 오리피스(612)가 있는 덕빌 밸브(610)를 포함한다. 도 58은 상부에서 측하방으로 연장하는 오리피스(618)가 있는 덕빌 밸브(616)를 포함하는 유동 조절기(614)를 도시하고 있다. 도 59는 별개의 상부 오리피스(624)와 측부 오리피스(626)가 있는 덕빌 밸브(622)를 포함하는 유동 조절기(620)를 도시하고 있다.

에어로졸화 장치를 통한 유동률이 소정 시간 동안 조절된 후에, 에어로졸화 장치는 유동률 증가를 허용하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 에어로졸을 폐 깊숙이 운반하는 데 필요한 충분한 용적의 공기로 폐를 채울 수 있다. 예컨대, 유동률의 조절에 후속하여 에어로졸화 장치는 사용자가 계속 장치를 통해 흡입할 때 폐를 편안하게 채울 수 있도록 구성될 수 있다. 통상적으로, 사용자는 약 500 mL의 초기 용적이 규칙적인 유동률로 흡입되면 편안한 유동률로 폐를 채울 수 있게 된다. 이는 500 mL의 흡입 공기 후에는 폐에서 해부학상 사공간을 지난 것으로 가정한다.

그러한 특징으로 제공하기 위해서, 다양한 타이머 또는 유동 인티그레이터가 본 발명의 에어로졸화 장치에 선택적으로 합체될 수 있다. 그러한 유동 인티그레이터는 에어로졸화 장치를 통과하는 유동 용적에 기초하여 이동하는 하나 이상의 가동 부재를 갖는다. 이 방법으로, 초기(조절된) 용적이 흡입될 때, 가동 부재가다른 가스 채널을 개방하도록 충분히 이동되어 증가된 가스 유동을 허용할 수 있다. 예컨대, 유동 인티그레이터는 두께가 0.005 내지 0.020 인치인 폴리머 필름과 같은 필름으로 제조된 에어포일 플랩일 수 있으며, 바람직하게는 점탄성 또는 기타 시간 종속적인 반응을 갖는다. 에어포일 플랩 상부의 공기 유동은 공기 역학의 양력을 유발한다. 에어포일 플랩은 플랩 상부에서 예정된 용적의 공기 유동 후에 평행한 유동로에 접근할 수 있게 하도록 구성된다.

도 60은 유동 속도에 기초하여 이동하도록 구성된 관통 형태의 유동 인티그레이터(630)를 개략적으로 도시하고 있으며, 낮은 압력 강하는 당연하다고 생각된다. 유동 인티그레이터(630)는 전술한 유동 조절기를 사용하여 유동률이 일정하게 유지될 지라도 상당히 변화할 수 있는 대기와 입구 사이의 압력차에 기초하여 이동한다. 유동 인티그레이터(630)의 한가지 장점으로는 정확한 용적의 측정을 제공한다는 것이다.

도 61은 주 유동로에 평행한 경유 형태의 인티그레이터(632)를 개략적으로 도시하고 있다. 선택적으로, 인티그레이터(632)는 이동 끝부분에서 스위치를 트리거하여 낮은 유동 저항으로 평행한 유동로를 개방시킬 수 있다.

도 62a와 62b는 관형 하우징(636)과 이 하우징(636) 내에서 미끄럼 가능한 셔틀(638)을 구비하는 관통 셔틀 형태의 유동 인티그레이터(634)를 도시하고 있다. 편리하게는, 스커트 시일(640)이 셔틀(638)의 미끄럼을 허용하면서도 하우징(636)과 셔틀(638) 사이에 밀봉부를 제공한다. 셔틀(638)의 이동을 제한하기 위해 정지부(642, 644)가 또한 제공된다. 도 62a에 있어서, 셔틀(638)은 에어로졸화 장치를통한 주류가 셔틀(638)의 개구(646)를 통과하는 폐쇄 위치에 있으며, 채널(648)을 통한 평행한 유동은 셔틀(638)에 의해 저지된다. 셔틀(638)은 하우징(636)을 통해 유동하는 가스의 속도에 응답하여 하우징(636)을 통해 이동한다. 견인력, 이에 따라 셔틀(638)이 이동하는 속도는 유동 속도에 비례한다. 도 62b에 도시한 바와 같이, 셔틀(638)은 소정 시간 후에 채널(648)을 지나쳐 이동하므로 증가된 유동이 하우징(636)을 통해 흐를 수 있게 한다.

도 63은 에어로졸화 장치를 통한 주 가스 유동이 통과하는 관형 하우징(652)을 구비하는 유동 인티그레이터(650)를 도시하고 있다. 하우징(652) 내에는 기어 감속기(656)에 연결되는 임펠러(654)가 배치되어 있다. 순서대로, 도 64에도 도시된 바와 같이 기어 감속기(656)는 홀(660)을 구비하는 캠(658)에 연결된다. 캠(658)은 에어로졸화 장치를 통과하는 평행한 유동로를 제공하는 관형 하우징(662)을 통해 회전 가능하다. 작동시, 사용자는 흡입하여 임펠러(654)를 회전시키는 하우징(652)을 통한 가스 유동을 제공한다. 순서대로, 캠(658)은 기어 감속기(656)를 통해 회전된다. 캠(658)이 특정 각도에 도달하면, 홀(660)은 하우징(662)과 정렬되어 밀리는 공기를 위해 평행한 유동로를 개방시킨다.

임펠러(654)의 대안으로서, 도 65에 도시된 바와 같이 외륜(664)이 사용될 수도 있다. 그러한 실시예에 있어서, 외륜(664)은 전술한 바와 유사한 방식으로 기어 감속기(656)에 연결될 수 있다.

도 66a와 66b는 평행한 유동로(670)를 갖는 관형 하우징(668)을 구비하는 유동 인티그레이터(666)를 도시하고 있다. 하우징(668)에는 주 유동로(672)가 연결된다. 개구(674)는 하우징(668)과 유동로(672)를 유체 연통 상태로 배치시킨다. 하우징(668) 내에는 셔틀(676)과 하우징(668) 사이에 밀봉을 제공하는 스커트 시일(678)을 갖는 셔틀이 배치된다. 스프링(680)은 하우징(668)과 셔틀(676) 사이에 배치되고, 블리드 홀(684)이 있는 우산 밸브(682)는 하우징(668)을 통해 연장한다.

도 66b에 도시된 바와 같이, 셔틀(676)은 사용자가 초기에 흡입하기 시작할 때 유동로(670)를 통한 평행한 가스 유동을 저지한다. 셔틀(676)은 블리드 홀(684)에 의해[또는 대안적으로 셔틀(676) 둘레에서 제어되는 누출에 의해] 감쇠되는 스프링(680)의 힘의 작용하에 이동한다. 셔틀(676)은 사용자에 의해 생성된 진공으로 인해 [블리드 홀(684)을 갖는] 입구측과 [개구(674)를 갖는] 출구측 사이의 압력차가 증가될 때 보다 빨리 이동된다. 셔틀(676)이 경로의 끝에 도달하면, 평행한 유동로(670)는 밀리는 공기를 위해 개방된다. 그 후, 도 66b에 도시된 위치로 셔틀(676)을 리셋하기 위하여 리셋 로드(686)가 이용될 수 있다.

도 67은 주 유동로의 역할을 하는 관형 하우징(692)을 구비하는 유동 인티그레이터(690)를 도시하고 있다. 피봇 브레이크 아암(696)을 갖는 브레이크 시스템(694)이 하우징(692)으로 연장된다. 브레이크 아암(696)에는 도 68에도 도시된 바와 같이 브레이크 패드(698)가 결합된다. 인티그레이터(690)는 밀리는 공기를 위한 평행한 유동로의 역할을 하는 관형 하우징을 통해 이동하는 휘일(700)을 또한 구비한다. 휘일(700)은 휘일(700)이 특정각에 있을 때 하우징(702)과 정렬하는 홀(703)을 포함한다. 브레이크 아암(696)은 스프링(701)에 의해 휘일(700)에대해 탄성적으로 로딩된다. 또한 휘일(700)에는 브레이크 아암(696)의 홈(706) 내에 끼워맞춤되는 트리거(704)가 연결된다.

인티그레이터(690)를 작동시키기 위하여, 사용자는 분리될 때 일정 속도로 휘일(700)을 회전시키는 스프링(도시 생략)을 권선한다. 사용자가 하우징(692)을 통해 주류를 발생시킬 때, 브레이크 아암(696)이 피봇 회전되어 트리거(704)와 브레이크 패드(698)를 분리시킨다. 이어서, 홀(703)이 하우징(702)과 정렬될 때까지 휘일(700)이 일정 속도로 회전되고, 이에 의해 밀리는 공기를 위해 평행한 유동로를 개방시킨다.

본 발명의 임계 밸브, 유동 조절기, 및 선택적으로 유동 인티그레이터는 에어로졸화 장치 내에 다양한 형태로 배열될 수 있다. 예컨대, 도 69는 여러 구성요소가 연속적으로 배열된 에어로졸화 시스템(710)을 도시하고 있다. 에어로졸화 시스템(700)은, 입구(711)와, 임계 밸브(712)와, 관통 형태의 유동 조절기(714)와, 분말 약제를 보유하는 리셉터클(718) 및 출구(720)를 연속적으로 구비한다. 리셉터클(718)의 전체 저항은 유동 인티그레이터(716)가 개방될 때까지 나머지 시스템의 저항보다 작거나 동일하게 되도록 구성된다. 편리하게는, 임계 밸브(712)와, 유동 조절기(714) 및 유동 인티그레이터(716)(관통 타입의 인티그레이터라면)의 순서는 상호 교체될 수도 있다. 이와 달리, 유동 인티그레이터(716)는 리셉터클(718)에 평행할 수 있는 경유 타입의 인티그레이터일 수 있다. 리셉터클(718)은 약제가 다른 구성요소 위에 적층되는 것을 방지하도록 시리즈에서 마지막에 있을 수 있다. 편리하게는, 임계 밸브(712), 유동 조절기(714) 및 유동인티그레이터(716)는 한 기구로 일체화될 수 있다.

도 70은 입구(724), 임계 밸브(726), 유동 조절기(728), 경유 형태의 유동 인티그레이터(732) 및 출구(734)를 구비하는 에어로졸화 시스템(722)을 도시하고 있다. 유동 인티그레이터(732)는 임계 밸브(726)와 유동 조절기(728)에 평행하게 배열된다. 시스템(722)에 있어서, 최대의 시스템 저항은 리셉터클(730)의 저항 이하일 수 있다. 이 방법으로, 일부 사용자는 10 L/min 이상의 유동률을 달성할 수도 있다. 유동 인티그레이터(732)는 대기와 출구(734) 사이의 압력차로 작동한다. 편리하게는, 임계 밸브(726)와 유동 조절기(728)는 일체로 될 수도 있다.

도 71은 입구(738), 임계 밸브(740), 관통 형태의 유동 인티그레이터(742), 유동 조절기(744), 리셉터클(746) 및 출구(748)를 구비하는 에어로졸화 시스템(736)을 도시하고 있다. 에어로졸화 시스템(736)에 있어서, 임계 밸브(740)와 유동 인티그레이터(742)의 순서는 변화될 수도 있다. 또한, 최대 시스템 저항은 리셉터클(746)의 저항 이하일 수 있다. 관통 형태의 인티그레이터의 사용은 보다 정확한 용적 측정을 제공하는데, 그 이유는 인티그레이터가 그것을 통과하는 유동률의 결과로서 작동하기 때문이다. 에어로졸화 시스템(736)은 또한 임계 밸브(740)와 유동 조절기(744), 또는 유동 인티그레이터(742)와 유동 조절기(744)의 일체화를 허용한다. 한 양태에 있어서, 에어로졸화 시스템(736)은 유동 인티그레이터(742)가 임계 밸브(740)후에 발생하는 유동 스파이크를 제한하지 않고 개방됨으로써 높은 유동률 전체가 리셉터클(746)을 통과하여 분말을 분산시키도록 구성될 수도 있다.

도 72 내지 78은 임계 밸브, 유동 조절기 및 유동 인티그레이터를 합체시킨 에어로졸화 장치(750)의 한 특정 실시예를 도시하고 있다. 에어로졸화 장치(750)는 하우징(752)과, 샤프트(756)에 의해 하우징(752)에 피봇 연결되는 도어(754) 및 피봇 가능한 마우스피스(758)를 구비한다. 도 73에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도어(754)는 리셉터클(760; 이미 개방된 상태로 도시됨)이 에어로졸화 장치(750) 내로 삽입될 수 있도록 개방이 가능하다. 에어로졸화 장치(750)는 리셉터클(760)로부터 추출된 약제가 마우스피스(758)로 통과될 수 있도록 마우스피스(758)와 연통하는 추출관(762)을 더 포함한다. 리셉터클(760)로부터 추출된 임의의 덩어리 형태의 분말을 분쇄할 수 있는 분쇄기(764)가 마우스피스(758) 내에 마련된다. 편리하게는, 분쇄기(764)는 또한 마우스피스(758)가 피봇 회전하는 샤프트의 역할을 한다. 추출관(762)에는 약제가 추출될 수 있도록 도어(754)가 폐쇄될 때 리셉터클(760)을 천공하는 커터(766)가 연결된다.

도어(754)에는 개구(772)가 있는 박막(770)을 구비하는 임계 밸브(768)가 합체된다. 사용자에 의해 발생되는 임계 진공이 부합되거나 초과되면 볼(776)을 갖는 밸브 부재(774)가 개구(772)를 통해 이동될 수 있다. 작동시, 사용자는 박막(770)의 우측과 연통하는 통로(778)와 추출관(762)에 진공을 발생시키는 마우스피스(758)에서 흡입한다. 일단 임계 진공압이 부합되거나 초과되면, 볼(776)은 개구(772)를 통과하여 외부 공기가 배출부(도시 생략)를 통해 도어(754)의 영역(780)으로 진입할 수 있게 한다. 이 방법으로, 마우스피스(758)로 전달되는 분말 약제를 추출하도록 리셉터클(760)을 통해 공기가 유동한다. 편리하게는, 에어로졸화 장치(750)는 도어(754)가 밸브를 리셋하도록 개폐될 때 개구(772)를 통해 볼(780)을 원래 위치로 이동시키는 캠(782)을 더 포함한다.

에어로졸화 장치(750)는 소정의 유동률로 추출관(762)을 통과하는 공기 유동을 제한하는 유동 조절기(784)를 더 포함한다. 유동 조절기(784)는 사용자에 의해 생성된 진공이 증가할 때 볼(780)이 취출되는 테이퍼진 개구(786)를 구비한다. 스프링(785)은 볼(776)로 개구를 폐쇄하는 데 필요한 진공량을 제어한다. 따라서, 유동률이 너무 커지면, 추출관(762)에 이르는 평행한 유동로(788)가 볼(780)에 의해 차단된다. 이 방법으로, 전술한 바와 같이 추출관(762)을 통과하는 공기만이 리셉터클(760)을 통과해야만 한다. 이 유동로는 유동이 원하는 속도로 제한되도록 충분한 저항을 갖는다. 사용자가 유동로(788)를 폐쇄할 정도로 충분한 진공을 발생시키지 못하면, 공기 유동은 2개의 평행한 유동로를 통과하는 것이 허용된다.

에어로졸화 장치(750)는 유동이 특정 시간 동안 조절된 후 사용자가 폐를 편안하게 채울 수 있도록 소정 시간이 경과되면 증가된 유동률을 허용할 수 있는 유동 조절기(790)를 더 포함한다. 유동 인티그레이터(790)는 스풀(794)이 안착하는 클러치 격막(792)을 구비한다. 스풀(784)은 비틀림 스프링(796)에 의해 회전하도록 편향된다. 이 방법으로, 격막(792)이 스풀(794)로부터 분리될 때, 스풀(794)은 스풀(794)의 개구(도시 생략)가 추출관(762)의 개구(798; 도 76 참조)와 정렬될 때까지 회전한다. 이 시점에서, 대기가 평행한 유동로를 통과하여 추출관(762)으로 유동함으로써 사용자가 폐를 공기로 편안하게 채울 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 격막(792)은 사용자가 마우스피스(758)에서 흡입할 때 유동로(788)에서 생성된 진공으로 인해 스풀(794)을 분리시키기 위해 내려가도록 구성된다. 스풀의 회전 속도(따라서 평행한 유동로를 개방시키는 데 필요한 시간)는 감쇠용 그리스를 함유하는 감쇠용 저장조(800)에 의해 결정된다. 고정 부재(802)는 감쇠용 그리스와 마찰식으로 맞물린다. 도시되지는 않았지만, 에어로졸화 장치(750)는 사용 후에 스풀(794)을 리셋시키는 리셋 레버를 포함할 수 있다.

도 79 내지 83은 하부 하우징(852), 상부 하우징(854) 및 회전 가능한 마우스피스(856)를 구비하는 에어로졸화 장치(850)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 80에 가장 잘 도시된 바와 같이, 하부 하우징(852)은 약제를 함유한 리셉터클(858)이 에어로졸화 장치(850) 내로 삽입될 수 있도록 상부 하우징(854)으로부터 분리될 수 있다. 상부 하우징(854)에 대해 하부 하우징(852)의 이동을 제한하기 위해 하부 하우징 걸쇠(855)가 마련된다. 마우스피스(856)에는 리셉터클(858)이 삽입되어 하부 하우징(852)이 상부 하우징(854) 근처에 배치될 때 리셉터클(858)을 개방시키기 위한 커팅 기구(862)를 갖는 관(860)이 연결된다.

개구(864)를 갖는 박막(862)이 하부 하우징(852)을 가로질러 배치된다. 볼(868)을 갖는 래치(866)가 개구(864)를 통해 연장되어 있다. 래치(866) 아래에는 하부 하우징(852)의 홀(890)이 배치된다. 그러한 구성은 장치(850)를 위한 임계 밸브를 제공한다. 이 방법으로, 사용자가 마우스피스(856)에서 흡입할 때, 진공이 관(860)과 박막(862) 위의 공간에 생성된다. 사용자가 충분한 진공을 발생시키면, 볼(868)이 박막(862)의 개구(864)를 통과하여, 외부 공기가 홀(890)을 통해, 개구(864)를 통해, 리셉터클(858)을 통해 그리고 에어로졸화된 약제가마우스피스(856)를 통해 배출되는 관(860)을 통해 유동하게 한다.

약제가 일단 에어로졸화되면, 에어로졸화 장치(850)를 통과하는 공기 유동의 일부가 엘라스토머 덕빌 밸브(892)의 사용을 통해 소정 속도 미만이 되도록 조절된다. 보다 구체적으로, 공기는 유동률이 특정량 이하가 되도록 마련된 2개의 유동로를 통해, 즉 밸브(892)와 리셉터클(858)을 통해 유동할 수 있게 된다. 공기의 유동률이 증가함에 따라, 밸브(892)는 이 유동로를 통해 흐르는 공기를 저지하도록 폐쇄되기 시작한다. 그 후에는, 소정의 유동률로 유동을 제한할 정도로 충분한 저항을 제공하는 리셉터클(858)을 통해서만 공기가 통과될 수 있다.

래치(866)의 캠(893)에는 정지부(896)와 맞물리는 바이패스 확산기(894)가 연결된다. 확산기(894)는 스프링(897)에 연결되고 또한 바이패스 덕빌 밸브(898) 내에서 미끄럼 가능하다. 사용자가 마우스피스(856)에서 계속 흡입함에 따라, 래치(866)의 캠(893)은 확산기(894)를 정지부(896)로부터 멀리 이동시킨다. 이는 도 82에 도시된 바와 같이 스프링(897)이 팽창되게 하여 벨로우즈(900)를 압축시키고 정상 상태에서 폐쇄되어 있는 밸브(898)를 확산시킨다. 이 방법으로, 소정 시간 후에, 밸브(898)가 개방되어 다른 유동로를 제공하므로 보다 많은 대기가 홀(890)을 통해 에어로졸화 장치(850)를 통과하여 흐를 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 초기 약제 전달 후에 폐를 편안하게 채울 수 있게 된다. 벨로우즈(900)의 압축률은 공지의 공기량으로 벨로우즈를 채우고 벨로우즈(900)에 작은 오리피스를 제공함으로써 제어된다. 이 방법으로, 일단 확산기(894)가 정지부(896)로부터 분리되면 오리피스를 통해 공기를 밖으로 가압하는 데 필요한 시간 만큼 압축률이 제어된다.

도 84 내지 87은 하부 하우징(912), 중간 하우징(914), 상부 하우징(916) 및 마우스피스(918)를 구비하는 에어로졸화 장치(910)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 하부 하우징(912)은 중간 하우징(914)에 대해 이동 가능하므로 약제를 함유한 리셉터클(920)이 도 85에 도시된 바와 같이 삽입될 수 있게 한다. 마우스피스(918)에는 리셉터클(920)을 천공하여 약제에 대한 접근을 제공하도록 구성된 관(922)이 연결된다.

중간 하우징(914)은 개구(926)를 갖는 박막(924)을 포함한다. 볼(930)을 구비한 밸브 부재(928)는 초기에 약제를 흡입할 때 충분한 진공이 사용자에 의해 생성되는 것을 보장하도록 하부 하우징(912) 내에 배치되어 임계 밸브의 역할을 한다. 작동시, 사용자는 마우스피스(918)에서 흡입하여 관(922) 내에 그리고 박막(924) 상부의 공간에 진공을 발생시킨다. 충분한 진공이 발생되면, 볼(930)은 개구(926)를 통과하여 대기가 홀(932)을 통해, 개구(926)를 통해, 리셉터클(920)을 통해, 관(922)을 통해 그리고 마우스피스(918) 밖으로 유동하게 한다. 그렇게 되면, 약제가 리셉터클(920)로부터 추출되어 사용자에게 공급된다.

에어로졸화 장치(910)는 또한 볼(930)이 박막(924)을 통과한 후에 장치(910)를 통과하는 공기의 유동률을 조절하도록 구성된다. 이는 상부 하우징(924)의 엘라스토머 덕빌 밸브(934)의 사용에 의해 일부가 달성된다. 사용자가 계속 흡입함에 따라, 홀(932)을 통해 진입하는 대기는 또한 개구(926)를 그 다음 밸브(934)를 통과한다. 그 후에, 공기는 개구(936)와 개구(938)를 통해 마우스피스(918) 밖으로 이동한다. 그러나, 유동률이 너무 크면, 밸브(934)는 이러한 유동로를 통한 공기 유동을 저지하도록 폐쇄된다. 그 결과로서, 공기는 에어로졸화된 약제가 사용자의 폐에 도달하게 하도록 (리셉터클과 관의 제한된 크기로 인해) 특정 유동률 내로 유동률을 조절하는 리셉터클(920)과 관(922)을 통해서만 유동할 수 있다.

특정 시간 후에, 에어로졸화 장치(910)는 이 장치(910)를 통한 공기의 증가된 유동을 허용하여 사용자가 자신의 폐를 공기로 편안하게 채울 수 있도록 구성된된다. 이는 한쌍의 롤링 시일(942, 944)에 의해 상부 하우징(916)에 연결되는 피스톤(940)을 사용함으로써 달성된다. 피스톤(940)은 소정 시간 후에 시일(942, 944) 사이에서 이동하는 홀(946)을 더 포함한다. 이 위치에 도달하면, 대기는 개구(932)를 통해 또한 홀(946)을 통해, 홀(936)을 통해 마우스피스(918) 밖으로 유동한다. 이 방법으로, 추가의 유동로가 마련되므로 초기의 약제 전달 후에 사용자가 자신의 폐를 편안하게 채울수 있게 된다.

피스톤(940)은 피스톤(940)의 상부 영역(950)과 피스톤(940)의 하부 영역(952) 사이의 압력차로 인해 이동된다. 이 압력차는 상부 영역(950)과 연통하는 블리드 홀(954)로 인해 사용자가 흡입하기 시작할 때 상부 영역(950)에 생성되는 진공에 의해 발생된다. 블리드 홀(954)의 크기는 상부 영역(950) 내의 결과적인 진공, 이에 따라 피스톤(940)의 상부 이동 속도를 제어하도록 구성된다.

사용자가 본 발명의 에어로졸화 장치를 사용하는 동안 마우스피스 위에 자신의 입을 적절하게 위치시키는 것을 보장하기 위하여 여러 가지의 기법을 이용할 수 있다. 예컨대, 마우스피스상에 입술 가드를 구비하여 사용자가 자신의 입술을 상기 입술 가드 근처에 위치하게 할 수 있다. 다른 실시예로서, 마우스피스는 맞물림 수단 또는 기타 표식을 포함할 수도 있다. 이와 달리, 하나 이상의 홀을 마우스피스의 측부에 마련할 수도 있다. 이 홀은 에어로졸화 장치를 작동시키는 데 충분한 진공을 생성하도록 입술에 의해 덮일 수 있어야 한다. 추가의 실시예로서, 마우스피스는 원형 대 타원형 윤곽을 가질 수도 있다. 타원형 부분은 충분한 진공이 생성될 수 있도록 환자의 입에 의해 덮일 수 있어야 한다. 선택적으로, 마우스피스에서 흡입할 때 사용자의 혀를 억압하기 위해 혀 억압기를 또한 사용할 수도 있다.

이제 도 88을 참조하여, 마우스피스(1000)의 일 실시예를 설명하기로 한다. 마우스피스(1000)는 에어로졸화 장치에 연결되도록 구성된 말단부(1004)와 개방된 기단부(1006)를 갖는 관형 부재(1002)를 구비한다. 말단부(1004)의 단면 윤곽은 원형인 반면, 기단부(1006)의 단면 윤곽은 곡선형 또는 타원형이다. 이 방법에 있어서, 에어로졸화 장치를 작동시키는 데 필요한 진공을 생성시키기 위하여 사용자의 입술이 원형 부분에 도달할 때까지 마우스피스(1000) 위에 입을 위치시켜야 한다. 다른 마우스피스(1000)상에 입 위치결정 장치로는 필요한 진공을 발생시키기 위해 사용자의 입술에 의해 덮여야 되는 한쌍의 홀(1008)이 있다. 다른 대안으로서, 마우스피스(1000)는 사용자의 앞니를 위한 맞물림 표식(1010)을 포함할 수 있다. 사용자의 아랫니를 위한 유사한 맞물림 표식을 마련할 수도 있다.

도 89는 관형 연장부(1018) 위에서 미끄럼 가능한 말단부(1016)를 갖는 관형 부재(1014)를 구비한 마우스피스(1012)의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 관형 연장부는 차례로 에어로졸화 장치에 연결된다. 이 방법에 있어서, 사용자는 에어로졸화 장치에 대해서 관형 부재(1014)의 기단부(102) 사이의 거리를 조절할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 장치는 관형 연장부(1018)가 환자의 입 내에 있을 때 작동을 위해 준비되며, 환자는 장치를 향한 방향에서 전방으로 연장부(1018)를 가압하고 이에 따라 장치의 작동을 준비하면서 연장부(1018)에 대해 힘을 가한다. 또한, 관형 부재(1014)는 환자의 혀를 지나 폐 속으로 에어로졸화된 분말이 통과하는 것을 촉진하기 위해서 흡입 동안 사용자의 혀를 억압하는 혀 억압기(1022)를 포함한다.

본 발명의 장치와 방법은 액상 또는 분말 약학 제제에 모두 사용될 수 있다. 제제 중에 활성제의 양은 원하는 결과를 얻기 위하여 치료학상 효과적인 활성제의 양을 전달하는 데 필요한 양이다. 사실상, 이러한 양은 특정 활성제, 조건의 혹독한 정도, 및 원하는 치료 효과에 따라 폭넓게 변화할 것이다. 분말 제제를 투여하는 바람직한 실시예에 따르면, 0.001 mg/day 내지 100 mg/day, 바람직하게는 0.01 mg/day 내지 50 mg/day 의 투여량으로 전달되어야 하는 활성제가 일반적으로 폐 전달에 실용적이다.

본 발명의 사용에 적합한 분말 제제로는 분사제 내에 부유되거나 용해되는 건조 분말 및 입자를 포함한다. 분말 제제는 폐포로 침투할 수 있도록 선택된 입자 크기, 즉 바람직하게는 10㎛ 질량 중간 직경(MMD) 미만, 보다 바람직하게는 7.5㎛ 미만, 가장 바람직하게는 5㎛ 미만의 입자 크기를 가지며, 그 직경은 통상 0.1㎛ 내지 5㎛이다. 이 분말의 방출량은 30%보다 크고, 통상 40%보다 크며, 바람직하게는 50%보다 크고, 대개는 60%보다 크며, 에어로졸의 입자 크기 분포는 약 1.0내지 5.0 ㎛ 질량 중간 공기역학적 직경(MMAD), 통상 1.5 내지 4.5 ㎛ MMAD, 바람직하게는 1.5 내지 4.0 ㎛ MMAD 이다. 이들 건조 분말은 약 10 중량% 이하, 통상 약 5 중량% 이하, 바람직하게는 약 3 중량% 이하의 습기 함량을 갖는다. 그러한 분말은 국제 공개 공보 제WO 95/24183호, 제WO 96/32149호, 및 제WO 99/16419호에 개시되어 있으며, 이들은 본원 명세서에 참조로서 합체된다.

본 발명의 리셉터클은 에어로졸화 장치가 작동될 때 하나 이상의 첨예한 구조체에 의해 관통되는 관통 가능한 접근 리드를 구비하도록 구성되는 것이 편리하다. 그러한 리셉터클의 예들은 미국특허 제5,740,754호와 제5,785,049호에 개시되어 있으며, 그 개시 내용 전부는 본원 명세서에 참조로서 합체된다.

본 발명은 약학 제제가 일단 리셉터클로부터 추출되면 약학 제제를 분쇄하기 위하여 다양한 분쇄 기구를 이용할 수 있다. 예컨대, 가스의 유동로는 제제를 분쇄하기 위하여 약학 제제가 유동로의 벽과 부딪히게 하는 방향으로 한 번 이상 변화될 수 있다. 유동로는 또한 약학 제제를 분쇄하기 위하여 약학 제제가 유동로의 벽과 부딪히게 할 수 있는 여러 수축부 또는 제한부를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 유동로는 약학 제제가 유동로를 통과할 때 약학 제제와 부딪히는 역할을 하는 강제부 또는 장애물을 하나 이상 포함할 수도 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 분쇄 기구의 직경은 유동로의 직경보다 크다.

지금까지 이해를 명확히 하기 위한 목적으로 본 발명을 상세히 설명하였다. 그러나, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 소정의 변화 및 변경이 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (52)

1. 약학 제제의 에어로졸화 방법으로서,

   흡입을 시도할 때 호흡 가스가 폐로 유동하는 것을 저지한 다음, 호흡 가스가 폐로 갑자기 유동할 수 있게 하는 단계와,

   호흡 가스의 유동을 이용하여 리셉터클로부터 약학 제제를 추출하고 호흡 가스의 유동 내에 약학 제제를 배치하여 에어로졸을 형성하는 단계

   를 포함하는 약학 제제의 에어로졸화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 호흡 가스의 유동을 소정 시간 동안 소정 유동률 미만의 유동률로 제한하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 유동률은 약 15 L/min 미만이며, 상기 시간은 약 0.5 초 내지 약 5 초인 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 유동률은 약 8 L/min 미만이며, 상기 시간은 약 0.5 초 내지 약 5 초인 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 소정의 유동률은 약 125 mL 내지 약 1.25L인 흡입 용적을 허용하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 유동 저지 단계는 폐에 이르는 공기 통로 내에 밸브를 배치하는 단계와 호흡 가스가 폐로 유동할 수 있도록 밸브를 개방시키는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
7. 제6항에 있어서, 흡입 시도에 의해 유발된 임계 작동 진공이 초과될 때 밸브를 개방시키는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 임계 작동 진공은 약 20 ㎝ H₂O 내지 약 60 ㎝ H₂O 인 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 밸브는 개구를 갖는 폐색 부재와, 임계 작동 진공이 발생될 때 개구를 통과하는 관통 부재를 구비하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 폐색 부재는 엘라스토머 박막을 구비하며, 상기 관통 부재는 볼을 구비하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
11. 제2항에 있어서, 상기 유동 제한 단계는 과도한 유동률이 발생될 때 사용자가 자신의 흡입률을 조절할 수 있도록 피드백을 제공하는 단계를 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
12. 제2항에 있어서, 상기 유동 제한 단계는 폐에 도달하는 공기 통로의 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
13. 제12항에 있어서, 엘라스토머 덕빌 밸브로 공기 통로의 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
14. 제12항에 있어서, 유동률이 증가할 때 볼이 개구 내로 인입되도록 테이퍼진 개구 내에 배치된 스프링 편향된 볼로 공기 통로의 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 소정 시간이 경과된 후 유동률이 증가되도록 공기 통로의 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
16. 제2항에 있어서, 상기 소정 시간이 경과된 후에 폐를 향하는 가스 유동이 증가되도록 다른 공기 통로를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 약학 제제는 분말 약제를 포함하며, 호흡 가스의 유동을 이용하여 추출된 분말을 분쇄하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 에어로졸화 방법.
18. 약학 제제의 투여 방법으로서,

    대기를 향한 제1 개구 및 제2 개구와, 상기 개구 중 하나에 있는 마우스피스를 갖는 하우징을 구비하는 흡입 장치를 마련하는 단계와,

    상기 마우스피스를 통해 흡입하려고 할 때 호흡 가스가 폐로 흐르는 것을 저지하는 단계와,

    장치 밖의 흡입 장치 내에 수납된 약학 제제의 거의 모든 단위 투여량을 환자의 호흡관으로 전달하는 데 충분한 예정된 제1 용적의 호흡 가스가 폐로 유동하게 하는 단계와,

    제2 용적의 호흡 가스가 폐로 유동하게 하는 단계

    를 포함하는 약학 제제의 투여 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 호흡 가스의 유동은 개구 사이에 밸브가 있는 장치를 제공함으로써 저지되는 것인 약학 제제의 투여 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 호흡 가스의 유동은 호흡 시도에 의해 임계 작동 진공이 초과될 때 상기 밸브를 개방시킴으로써 허용되는 것인 약학 제제의 투여 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 진공은 20 내지 60 ㎝ H₂O 인 것인 약학 제제의 투여 방법.
22. 제18항에 있어서, 상기 호흡 가스의 예정된 제1 용적은 125 mL 내지 1.25 L인 것인 약학 제제의 투여 방법.
23. 제18항에 있어서, 상기 호흡 가스의 예정된 제1 용적이 장치를 통해 유동할 때까지 호흡 가스의 유동을 제1 유동률로 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 투여 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 제1 유동률은 15 L/min 미만인 것인 약학 제제의 투여 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 호흡 가스의 제2 용적의 유동을 제2 유동률로 조절하는 단계를 더 포함하는 것인 약학 제제의 투여 방법.
26. 공기 통로를 형성하는 하우징과,

    약학 제제를 수용하는 리셉터클을 공기 통로에 연결하도록 되어 있는 연결 기구와,

    임계 작동 진공이 초과될 때까지 호흡 가스가 공기 통로를 통해 유동하는 것을 저지하고, 임계 작동 진공이 초과될 때 개방되어 호흡 가스가 공기 통로를 유동하여 약학 제제를 리셉터클로부터 추출하고 에어로졸을 형성하게 하는 밸브

    를 구비하는 에어로졸화 장치.
27. 제26항에 있어서, 공기 통로를 통과하는 호흡 가스의 유동을 소정 유동률로 조절하는 조절 시스템을 더 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 조절 시스템은 호흡 가스의 유동을 소정 시간 또는 소정의 흡입 용적 동안 약 15 L/min 미만의 유동률로 제한하도록 구성되는 것인 에어로졸화 장치.
29. 제27항에 있어서, 상기 조절 시스템은 호흡 가스의 유동률에 대한 정보를 제공하는 피드백 기구를 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
30. 제29항에 있어서, 상기 피드백 기구는 공기 통로와 연통하는 휘슬을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
31. 제27항에 있어서, 상기 조절 시스템은 공기 통로 내에 배치된 제한 부재를 구비하며, 이 제한 부재는 공기 통로를 통과하는 호흡 가스의 유동을 제한할 수 있는 크기의 오리피스를 형성하는 것인 에어로졸화 장치.
32. 제27항에 있어서, 상기 조절 시스템은 공기 통로의 크기를 제한하는 제한 기구를 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 제한 기구는 호흡 가스의 유동률이 증가할 때 폐쇄되는 엘라스토머 덕빌 밸브를 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
34. 제32항에 있어서, 상기 제한 기구는 호흡 가스의 유동률이 증가될 때 테이퍼진 개구로 인입되는 스프링 편향된 볼을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
35. 제32항에 있어서, 상기 제한 기구는 공기 통로를 통과하는 호흡 가스의 유동률을 변경시키도록 조절 가능한 것인 에어로졸화 장치.
36. 제35항에 있어서, 상기 조절 시스템은 제한 기구를 조절하는 제어 시스템을 더 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
37. 제36항에 있어서, 상기 제어 시스템은 호흡 가스의 유동을 소정 시간 또는 흡입 용적 동안 소정 유동률로 제한한 다음 제한 기구를 조절하여 호흡 가스의 증가된 유동이 공기 통로를 통과할 수 있도록 구성되는 것인 에어로졸화 장치.
38. 제28항에 있어서, 소정 시간 또는 흡입 용적 후에 하우징의 다른 공기 통로를 개방시키도록 구성되는 유동 인티그레이터를 더 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
39. 제26항에 있어서, 상기 밸브는 개구를 갖는 폐색 부재와, 임계 작동 진공이 발생될 때 개구를 통과하는 관통 부재를 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 폐색 부재는 엘라스토머 박막을 구비하고, 상기 관통 부재는 볼을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
41. 제26항에 있어서, 상기 밸브의 임계 작동 진공은 약 20 ㎝ H₂O 내지 약 60 ㎝ H₂O 인 것인 에어로졸화 장치.
42. 제26항에 있어서, 리셉터클 하류의 공기 통로 내에 배치되어 추출된 약학 제제를 분쇄하는 분쇄 기구를 더 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
43. 제26항에 있어서, 상기 밸브는 리셉터클 내에 배치하도록 되어 있는 것인 에어로졸화 장치.
44. 약학 제제를 갖는 챔버와 임계 밸브를 구비하는 리셉터클과,

    공기 통로를 형성하는 하우징과,

    공기 통로를 가로질러 밸브를 위치시키고 약학 제제를 공기 통로와 유체 연통 상태로 배치시키는 연결 기구

    를 구비하며, 상기 임계 밸브는 임계 작동 진공이 초과될 때 개방되어 호흡 가스가 공기 통로를 통해 유동하게 하고 약학 제제를 챔버로부터 추출하여 에어로졸을 형성하도록 구성되는 것인 에어로졸화 시스템.
45. 제44항에 있어서, 상기 약학 제제는 분말 약제를 포함하는 것인 에어로졸화 시스템.
46. 제44항에 있어서, 상기 약학 제제는 액상 약제를 포함하는 것인 에어로졸화 시스템.
47. 제44항에 있어서, 공기 통로를 통과하는 호흡 가스의 유동을 조절하는 조절 시스템을 더 구비하는 것인 에어로졸화 시스템.
48. 천공 가능한 접근 리드에 의해 밀폐되는 공동을 형성하는 리셉터클 본체와,

    상기 리셉터클 본체에 연결되는 임계 밸브

    를 구비하는 리셉터클.
49. 제48항에 있어서, 상기 임계 밸브는 적어도 약 40 ㎝ H₂O의 진공을 받을 때 개방하도록 구성되는 것인 리셉터클.
50. 마우스피스를 갖는 하우징과,

    상기 하우징 내에 배치되어 사용자가 마우스피스에서 흡입할 때 분말 약제를 에어로졸화시키도록 되어 있는 에어로졸화 기구와,

    흡입 전에 사용자의 입을 마우스피스 위에 적절하게 위치시키는 것을 용이하게 하기 위한 위치 결정 시스템

    을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
51. 제50항에 있어서, 상기 위치 결정 시스템은 사용자가 분말 약제를 에어로졸화시키는 데 충분한 진공을 발생시키도록 입을 위치시켜야 하는 곳인 마우스피스쪽에 하나 이상의 홀을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.
52. 제50항에 있어서, 상기 위치 결정 시스템은 사용자의 생리학적 특징과 상호 작용할 수 있는 마우스피스상에 배치되는 위치 결정 표식을 구비하는 것인 에어로졸화 장치.