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WO2013030202A1 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von mit wirkstoff beladenen wässrigen aerosolen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von mit wirkstoff beladenen wässrigen aerosolen Download PDF

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Publication number
WO2013030202A1
WO2013030202A1 PCT/EP2012/066718 EP2012066718W WO2013030202A1 WO 2013030202 A1 WO2013030202 A1 WO 2013030202A1 EP 2012066718 W EP2012066718 W EP 2012066718W WO 2013030202 A1 WO2013030202 A1 WO 2013030202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compartment
water
adsorbent
aerosol
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/066718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Fackler
Elmar Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KRAPF RAINER
Original Assignee
KRAPF RAINER
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KRAPF RAINER filed Critical KRAPF RAINER
Publication of WO2013030202A1 publication Critical patent/WO2013030202A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/04—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F42/00—Simulated smoking devices other than electrically operated; Component parts thereof; Manufacture or testing thereof
    • A24F42/10—Devices with chemical heating means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F42/00—Simulated smoking devices other than electrically operated; Component parts thereof; Manufacture or testing thereof
    • A24F42/60—Constructional details
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
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    • A61M11/04—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A61M11/047—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters by exothermic chemical reaction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00—Inhalators
    • A61M15/06—Inhaling appliances shaped like cigars, cigarettes or pipes

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for producing drug-loaded aqueous aerosols, comprising as an essential part of a compartment which is loaded with an adsorbent, which adsorbs ontaktierung with water water in an exothermic process, wherein also a part of Water evaporates and into the
  • the present invention relates to devices for inhalation of aerosols, the nicotine or pharmaceutical agents in stable nanoparticles (average diameter ⁇ l-2 ⁇ ) contained th. From the prior art, a variety of devices are known with which aerosols can be produced by atomization of liquid substances.
  • Nicotine quantities or even with drugs can be filled.
  • Inhaler (Can Respir J., 1999, 6 (6), 509) does not meet the requirements, since the aerosol particles obtained are not small enough. Also disclosed are systems which utilize the energy released during chemical reactions, such as e.g. in the reaction of calcium oxide or
  • devices are published whose energy supply is based on the principle of latent heat. rest, for example, releasing heat of crystallization. The energy yield in these systems is relatively low.
  • an adsorbent for water adsorbing water with the release of adsorption wherein due to the released heat of adsorption of a portion of the water in the
  • the device according to the invention thus comprises at least two different compartments, which are spatially separated from one another.
  • the first compartment serves to store an adsorbent which adsorbs water when contacted in an exothermic reaction. Due to the released heat of adsorption, part of the water is converted into the gas phase, for example by the fact that the Adsorptionsmit- When heated with water, it is heated to temperatures above the boiling point of water.
  • the device comprises at least one other
  • Compartment (second compartment), keeps the water ⁇ ent.
  • the optionally present substrate is selected in particular from substances which, for example, can accumulate, admit or absorb a liquid active substance or can be impregnated with solutions, emulsions or dispersions of the active substance.
  • the substrate is formed, for example, from cellulose or modified cellulose (for example hydrophobicized cellulose).
  • a separate storage vessel for the active ingredient is present, this is in fluidic communication with the compartment for the adsorbent, for example via a Venturi nozzle.
  • water from the second compartment is now transferred to the first compartment, i. the compartment containing the adsorbent is transferred, whereby a portion of the water is adsorbed to the adsorbent and a portion of the water introduced into the first compartment is converted to the gas phase by the above-described released adsorption heat.
  • This can e.g. be done by the water is heated by the released heat of adsorption above the boiling point.
  • either the water in the second compartment has an active ingredient which is converted by the resulting water vapor into the aerosol phase.
  • the active ingredient depending on its nature, dissolved in water, as an emulsion, suspension but also as a dispersion.
  • Active ingredient is mixed, for example, the active ingredient may be added in powder or liquid form to the adsorbent.
  • the active substance is applied to a separate substrate which, when the device is activated, is acted upon by the water aerosol generated in the first compartment, whereby the active substance contained in the substrate is involved is transported into the aerosol phase.
  • the generated aqueous aerosol stream can be led into this storage vessel in order to expel the active substance as an aqueous aerosol.
  • an indirect removal from the storage vessel is possible, wherein the active ingredient can be removed from the storage vessel via a Venturi nozzle.
  • the device also has an outlet from which the aqueous aerosol streams laden with active substance can escape.
  • an outlet from which the aqueous aerosol streams laden with active substance can escape.
  • the Device is the outlet at the first compartment ment (the compartment containing the adsorbent), attached to the substrate (if present) or possibly to the storage vessel (if present) or in fluidic communication with the first compartment or substrate.
  • compartments or storage vessels are understood to mean separate spaces separated from each other for storing the respective substances, which are e.g. may have a separate wall.
  • active ingredients are understood to mean substances with which a certain result can be achieved, for example the
  • Active ingredients show pharmaceutically active action, but also a mechanical result, such as a lubricating effect, for example, lubricants (eg mineral oils, synthetic oils, greases, oS 2, etc.) achieve. Decisive here is that the lubricants (eg mineral oils, synthetic oils, greases, oS 2, etc.) achieve. Decisive here is that the lubricants (eg mineral oils, synthetic oils, greases, oS 2, etc.) achieve. Decisive here is that the
  • Active ingredients can be brought in the form of an aqueous aerosol in the gas phase.
  • aerosol is a mixture of fine water droplets as suspended particles and a
  • the water droplets may contain the active ingredient in dissolved, emulsified and / or dispersed form.
  • the size ⁇ mean diameter) of the water droplets ranges according to the invention from 2 nm to 2 ⁇ m, preferably from 50 nm to 2 ⁇ m.
  • water droplets having a size of 0.1 to 1 .mu.m can be produced with the device according to the invention or the method according to the invention.
  • the present invention is thus based on the following general principle, which will be examined in more detail below: In the adsorption of polar substances, such as water on uncoated surfaces of an adsorbent, heat of adsorption is released. It is possible to distinguish between polar (hydrophilic) and nonpolar (hydrophobic) adsorbents.
  • the hydrophilic adsorbents are, for example, silica gel, aluminum oxide,
  • Zeolites and some keys counted. Zeolites are particularly suitable for the separation of polar components such as water. In addition, zeolites have a shape-selective effect due to the ordered pore channel system ( u .a., Defined pore openings). If the surfaces are sufficiently large, it is also possible to produce temperatures that are significantly above 100 ° C.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides that the compartment, which is the
  • the existing substrate which serves to store the active substance, or also both provided for storing the adsorbent compartment and the substrate comprises at least one projecting into its interior and out of the compartment or the substrate pipe, the wall of which has perforations at least in the part projecting into the compartment for the adsorbent, into the substrate or into the storage vessel.
  • the perforations are designed as recesses or holes through the wall of the tube.
  • the compartment serving for the storage of the adsorbent or the sub- strat can be arranged concentrically around this tube.
  • the drug-loaded aerosols either in the compartment provided for the adsorbent or in the substrate produced can be entered through the perforations into the tube and be discharged there from the compartment or the substrate.
  • the generated aerosol streams can be brought together and discharged from the device.
  • a further advantageous embodiment provides that the compartment serving for storing the adsorbent and / or the substrate is bounded by a plate through which the tube described above is carried out.
  • This plate or wall is impermeable to preferably water, water vapor or the aerosols produced, so that an efficient delimitation of Diff sion space for the aerosols generated, but also the discontinued water or water vapor generated is given.
  • the generated aerosols must thus pave the way into the described tube through the perforation.
  • the tube described above may also have a valve which serves to regulate the aerosol flow.
  • the valve can be designed so that it opens automatically when there is a need for the aerosol stream, this can for example be done so that on the pipe Subdr ck is applied (for example, when a user with his mouth on the opening of the previously described pipe, etc.), otherwise the valve is closed. According to this embodiment, therefore, aerosols can escape from the device only when needed.
  • this compartment can also be subdivided into segments, e.g. by a plastic film, which can gradually decrease or melt or shrink at a temperature rise, are separated from each other. This ensures that the excess water does not flood the entire absorption medium, for example the zeolites, in a short time and releases the active substance massively right at the beginning.
  • Another alternative is film windings, from which the individual Komparti duck are formed, which consist of several layers.
  • water is trapped between plastic sheets, e.g. welded polyethylene films.
  • the middle layer contains a water-absorbent fleece that provides a relatively even distribution of the aqueous phase at start-up by damaging the film.
  • the zeolite filling In the uppermost layer is the zeolite filling with the substrate.
  • There perforated tubes can be stored, through which the aerosol is transported by the air flow during the removal, for example, during "smoking".
  • the device here consists of a metal pressure vessel as a compartment for the adsorbent, which can be used, for example, with embroidery Contains zeolites containing zeolites, furthermore, in this pressure vessel there is at the end a plastic container (compartment for the water) filled with water, which at relatively low temperatures (eg 50 ° C. to 250 ° C., preferably 60 ° C. to 150 ° C.)
  • the water container melts, water passes through, for example, felt material lying on the zeolite material and the desorption of nitrogen is started. This escapes through the nozzle in the front part of the pressure vessel.
  • the heated active ingredient is atomised.
  • the nozzle contains a valve, which can be used to regulate the removal via the air flow during inhalation. If the pressure in the metal container rises, the adsorption of water is suppressed, gas production does not continue unchecked.
  • the device comprises a compartment for the adsorbent which is connected to a further compartment for water.
  • This compartment for water can for example also be designed as a separate water connection or a water supply for the compartment with adsorbent.
  • a water addition in the compartment for the adsorbent is possible.
  • the aqueous aerosols thus formed in the compartment for adsorbents with the addition of water can be discharged from this compartment via an outlet opening.
  • a separate storage vessel may be present, which comprises the active ingredient.
  • the outlet of the compartment for the adsorbent can be connected to the separate container for the active substance, for example via a Venturi nozzle, so that when the device is activated the aerosol Ström, which is expelled from the compartment with adsorbent, via the Venturi nozzle the active ingredient, which is located in the storage container, can entrain.
  • a Venturi nozzle a nozzle for the active ingredient
  • Aerosol technology is already used in the lubricant sector:
  • a specially suitable lubricant is atomised with the aid of the venturi technique and the resulting aerosol is brought to the hollow tool with compressed air via machine-internal supply lines.
  • a further preferred embodiment provides that at least one filter and / or an intermediate between the outlet and the compartment for the adsorbent and / or the substrate or the storage vessel. is arranged.
  • the filter may be formed, for example, of activated carbon or cellulose acetate.
  • the aerosols are again filtered before exiting.
  • the intermediate space which can be arranged, for example, between the filter and the storage compartment of the adsorbent or the substrate, can serve to set dynamic equilibrium conditions in the aerosol, and further structural components of the apparatus can be arranged in this intermediate space, such as For example, the valve described above, which is attached to the pipe.
  • the compartment serving for storing the adsorbent has an inlet area for water originating from the compartment serving for storing the water, the compartment for storing water being arranged at the inlet area.
  • the two compartments ie the compartment which serves to store the adsorbent and the compartment which serves to store the water, are separated from one another by a layer of a porous material, in particular a layer of a nonwoven.
  • This embodiment provides that the two different compartments and thus the two reactants, ie adsorbents and water, are arranged in the immediate vicinity of each other, so that activation of the device is particularly simple.
  • the porous material for example the nonwoven fabric, is suitable for absorbing water, ie water is absorbed by the capillary forces of the water used to store water. To remove partiment and to supply the adsorbents located in the adjacent compartment.
  • Compartment is arranged within the storage of the adsorbent serving compartment.
  • the wall of the compartment serving for the storage of water is formed from a material which is destructible by mechanical action of force or can be melted by the action of external heat, that is, in any case loses its structural integrity that the boundary of this compartment is lost and water leaks from this compartment.
  • the compartment serving to store the water comprises a wall with at least one predetermined breaking point and at least one mechanical means for breaking through the wall at least in the region of the at least one predetermined breaking point.
  • the mechanical means is preferably arranged in the interior of the compartment.
  • the predetermined breaking point can be embodied, for example, in that the wall of the compartment is made thinner at the predetermined breaking point than at the other locations of the wall of this compartment.
  • a preferred mechanical means for breaking the wall may be formed for example in the form of a mandrel or a plunger, so that in flexible design of the compartment of the compartment for storing the water by mechanical pressure on the wall, the means for opening the wall pressed to the breaking point and this can finally be broken so that water can escape from this compartment.
  • the water-containing compartment is under mechanical tension, so that upon activation, ie breaking the wall of this compartment, for example, at the predetermined breaking point or by melting the wall accelerated release of the water takes place because The compartment can now contract due to the mechanical stress and thus can empty.
  • This can for example be realized in that the water is in the compartment under pressure, that the wall of the compartment is designed so that a contraction of the compartments takes place upon breaking a point of the wall or that a mechanical element that a tensile stress, for example, on opposite Widening of the compartment exerts ⁇ eg a tension spring) in the interior of the compartment is present. In this case, it is advisable to flexibly execute the walls of the compartment.
  • a further preferred embodiment provides that between the storage compartment of the adsorbent serving (first compartment) and the storage of water serving compartment (second compartment) is arranged a further (third) compar- timent, which also includes an adsorbent.
  • a further (third) compar- timent which also includes an adsorbent.
  • the third compartment is preferred in the immediate vicinity of the second compartment. Particle arranged and separated from these, for example, by the above-mentioned porous material, such as a nonwoven fabric.
  • this third compartment is used exclusively for the production of water vapor, which is supplied after generation of the first compartment for storing the adsorbent (loaded with active ingredient) and there the actual aerosol loaded with active substances is generated.
  • the device has a casing of all components, for example a cylindrical casing, which may be formed for example of a thermally insulating material or a composite material. Inside this cylinder, all components of the device are thus arranged in this casing.
  • the outlet if appropriate the filter, if appropriate the intermediate space, may optionally be filled with the active substance in this cylinder
  • Substrate the compartment for storing the adsorbent, optionally the third compartment, optionally the nonwoven fabric, as well as subsequently the compartment for storing water are arranged.
  • This arrangement of the components thus enables as short a path as possible (in the abovementioned exemplary arrangement on the right) generation of the aerosol and the removal of the aerosol (left in the exemplary arrangement described above).
  • the sheath on the inner side at least partially comprises a (thermal) insulation, which includes the components of the device.
  • the insulation is only in the range formed in which the compartments are arranged, which have the adsorbent and thus generate heat when contacted with water.
  • the insulation is formed continuously over the entire length of the cylindrical casing.
  • the sheathing and insulation can be identical, but it is also possible that the insulation is a separate component.
  • a bypass is present in the device, which can be formed, for example, in the sheath but also in the insulation.
  • the bypass can be designed as a supply line, the fresh air, for example, on the one or more filled with adsorbent compartments, can pass.
  • the bypass may be formed as a lateral opening in the device, for example as an opening made through the sheath and / or the insulation, which may be arranged in the region of the intermediate space.
  • fresh air i. Air not laden with aerosol is supplied into the area of the device where ready aerosol is already present, so that the aerosol generated can be mixed with fresh air before it is removed from the device.
  • fresh air is drawn into the device when aerosol is withdrawn via the outlet, by a user pulling on the device via the outlet or mouthpiece attached thereto to inhale the generated aerosol.
  • bypass passes by the respective compartments of the device, it may also be the case that the inlet of the bypass is performed through the entire device and also passes to the storage of the water serving compartment.
  • the air flow supplied through the bypass thus runs parallel to the cylindrical casing in all compartments.
  • the air flow through the bypass which is generated when the aerosol is withdrawn via the outlet, can be used in a further advantageous embodiment to activate the possibly existing valve. It may be given that the valve has a means which is arranged in the region of the exiting air flow from the bypass. The valve can be actuated via the air flow leaving the bypass.
  • the agent is designed such that it opposes the emerging from the bypass air flow resistance;
  • the means may be formed as a planar element, on which mechanical pressure is exerted by the air flow emerging from the bypass. This mechanical pressure can be used to actuate the valve.
  • the adsorbent is particularly preferably selected from the group consisting of silica gel, aluminum oxide, clays and / or zeolites, in particular zeolite 3A, zeolite 4A, zeolite 5A, zeolite 13X and mixtures and combinations thereof.
  • zeolites are particularly preferred. In particular, in this case are the
  • Adsorption of water is achieved.
  • those zeolites which can be loaded with an inert gas, in particular nitrogen.
  • the inert gas is introduced into the cavity of the zeolites.
  • These loading processes are known to the person skilled in the art and can be carried out, for example, as follows: Water adsorbed on the zeolite is desorbed at 300 ° C. under reduced pressure. After cooling, the zeolite material is exposed to dry nitrogen, which is then partially adsorbed to the material.
  • a particular embodiment of the invention thus provides that the zeolites contained in the compartment or the compartments are partially or completely loaded with an inert gas, in particular nitrogen.
  • the purpose of this is that, when water is added to these zeolites loaded with inert gas, the inert gas is replaced by water, so that the inert gas, in particular nitrogen, is liberated from the zeolites.
  • the liberated inert gases, in particular nitrogen thus act as a propellant and support the aerosol formation particularly advantageous, so that a particularly efficient aerosol formation is made possible.
  • the amount of adsorbent and thus the size of the compartment or compartments containing the adsorbent is determined in each case according to the application.
  • relatively large amounts of adsorbent in the compartment or the compartments can be stored.
  • Exemplary amounts of adsorbent are between 1 cm 3 and 1,000 cm 3 , but are not limited thereto.
  • the size of the device is based overall on the orders of magnitude of, for example, a commercial conventional cigarette, ie the device is preferably cylindrical and about 5 to 30 cm, preferably 7.5 to 20 cm, more preferably 8 to 12 cm, in particular 10 cm long and 0.5 to 5 cm, preferably 0, 6 to 2 cm, more preferably 0.8 to 1.2 cm, in particular dimensioned 1 cm in diameter, the compartment that contains the adsorbent, or the compartments 10.1 to 10.9 of the Volu ⁇ mens this device can take.
  • the details given are to be understood as examples and not limited thereto.
  • the active ingredient is selected from a) pharmacologically active substances, in particular medicaments and / or nicotine,
  • Suitable substances can be used which are able to be converted into an aqueous aerosol.
  • Suitable substances in particular medicaments, are selected from the following particularly preferred substances, but are not limited thereto:
  • Proteins Polysaccharides, lipids, nucleic acid and combinations or mixtures thereof,
  • Antibiotics antivirals, fungicides, immunosuppressive drugs, non-steroidal anti-inflammatory drugs, surfactants, prostaglandins, mucolytics, antitussives, against Cough medication, throat pain medication, gene therapy vectors, heparin, ergotamine, human growth hormone,
  • Gout anticonvulsants and cold remedies, gynecologics, hepatics, hypnotic / sedative drugs, hypophyseal / hypothelial hormones / - other regulatory peptides and their inhibitors, immunomodulators, ardiaka, coronary drugs, lipid-lowering drugs, gastrointestinal medications, migraine preparations, mineral preparations , Pharyngeal, neuropathic and other neurotropic agents, osteoporosis / calcium / bone metabolism regulators, Parkinson's and other anti-pyramidal drugs, psychotropic drugs, thyroid therapeutics, sera / immunoglobulins and vaccines, sex hormones and their inhibitors, antispasmodics / anticholinergics, antiplatelet agents, tuberculosis drugs, Uméessstoff, urologics, venous therapeutics, vitamins, cytostatics / other antineoplastic agents u. Protectives.
  • the device according to the invention is particularly preferably suitable for producing an aqueous, nicotine-containing aerosol.
  • flavoring substances or flavorings can be mixed with the device according to the invention or the invention.
  • the process according to the invention can be converted into an aqueous aerosol.
  • flavors or flavorings can be mixed with the device according to the invention or the invention.
  • the process according to the invention can be converted into an aqueous aerosol.
  • Flavored substances are understood as substances, as they are covered, for example, in the Flavor Regulation EC No. 1334/2008. Under fragrances are present in accordance with the sense of smell stimulating, chemicals ver ⁇ stood; For example, natural, nature-identical or synthetic fragrances, in particular substances from the organic aldehydes, esters and ethers, may be included.
  • the content of active ingredient is designed for the particular purpose.
  • Pharmaceutically active substances can thus, based on the total amount of adsorbent, be contained in a concentration or total amount in the device that, for example, an aerosol is produced which contains the respective active substance in an effective concentration and thus a sufficient pharmacological effect can be achieved ,
  • Nicotine as well as a variety of drugs have strong hygroscopic properties. The consequence of this is that in the humid environment the lung is watery
  • Aerosol droplets containing nicotine can grow dramatically in fractions of a second and thus can not reach the peripheral lung tissue where resorption occurs. Aerosols in which the maximum of the droplet size distribution on the order of about two microns, are at bends not with the flow (bumps by particle or molecule) carried away, but drift due to the centrifugal force of its mass and "eventually collide with the wall and deposit because they are not hydrophobic in an area of the lung from which only has a ver ⁇ tively low resorption. Therefore, systems based on pure water do not work.
  • hydrophobic substance classes can form very stable aerosols, which are not dramatically adsorbed by moist walls. They are substances that fall under the group of terpenes, liquid at room temperature as well as solid paraffins, fatty acids from C10 to C18 as well as fatty alcohols and cyclic
  • At least one hydrophobic substance in particular selected from the group consisting of paraffin oils, terpenes, terpenoids, alkanecarboxylic acids, alkanecarboxylic acid esters, organic esters, fatty alcohols,
  • Siloxanes and / or mixtures or combinations thereof is contained.
  • the hydrophobic substance can be dissolved, suspended or dispersed, for example, in the compartment containing water. Likewise it is possible that the hydrophobic substance is mixed with the adsorbents, which in the respective Compartments or the compartment are present. Furthermore, it may be possible for the optionally present substrate to contain the hydrophobic substance. The hydrophobic substance is thus entrained in the generation of the aerosol from the resulting water vapor or aerosol droplets and is deposited on the surface of the per se polar water droplets. This leads to a
  • Substance classes are for example:
  • Cyclopentasiloxane (decamethylcyclopentasiloxane) and cyclohexasiloxane (Dodecamethylcyclohexasiloxan) in question.
  • the former is often found in cosmetics such as hair sprays, skin creams, deodorants and the like. and it is also completely odorless.
  • the device contains an evaporation accelerator, in particular selected from the group consisting of 2-oxo acids, in particular pyruvic acid.
  • the evaporation accelerator may also be dissolved, suspended or dispersed in the water of the hydrous compartment.
  • the evaporation accelerator mixed with the adsorbents or applied to the substrate is contained in the device.
  • the evaporation accelerator brings about an efficient conversion of the active ingredient into the aerosol phase, so that it is particularly preferred
  • the device includes both a hydrophobic material and an evaporation accelerator.
  • Preferred evaporation accelerators are selected from the group consisting of 2-oxo acids, in particular pyruvic acid. In order to evaporate e.g. of nicotine with one
  • Boil point of 360 ° C or to promote drugs at significantly lower temperatures evaporation accelerators are used. It is shown experimentally that a small group of 2-oxo acids, such as pyruvic acid, improve the passage of nicotine into the gas phase, while by far the largest Part of organic as well as some inorganic acids such as phosphoric acid affect the evaporation very negative. The best results have so far been achieved with pyruvic acid.
  • Evaporation accelerators can be metered, for example, stoichiometrically or slightly more than stoichiometrically to the active ingredient component.
  • the present invention also relates to a process for producing drug-loaded aqueous aerosols in which water is applied to an adsorbent for water that adsorbs water to release heat of adsorption, wherein a portion of the water is adsorbed by the adsorbent and another portion of the water is evaporated by the heat of adsorption, wherein at least one active ingredient is dissolved, emulsified or suspended in the water and / or mixed with the adsorbent and / or contained in a separate substrate, which is acted upon by the water vapor, wherein the active ingredient dissolves in water vapor and so an aerosol is formed.
  • the process according to the invention is characterized in that water is taken from the water-containing compartment and fed to the compartment containing the adsorbent.
  • the water is partially adsorbed by the adsorbent with heat generation, wherein the heat development is preferably controlled so that temperatures> 100 ° C, more preferably between 100 and 200 ° C, in particular between 140 and 160 ° C, are achieved.
  • the heat development is preferably controlled so that temperatures> 100 ° C, more preferably between 100 and 200 ° C, in particular between 140 and 160 ° C, are achieved.
  • part of the discontinued water is transferred into the vapor and / or aerosol phase.
  • the generated aerosol is carried out via the outlet.
  • the active ingredient may be contained in the water, which is fed into the compartment containing the adsorbent, for example in the form of a solution, emulsion or dispersion.
  • the adsorbent is loaded with an active ingredient. This loading can be designed, for example, such that prior to introduction of the adsorbent into the compartment or compartments provided, the adsorbent is mixed with the active substance, for example in the case of a liquid active substance by mixing this liquid active substance or a solution or emulsion or dispersion thereof the adsorbent.
  • a physical mixing of the adsorbent with this solid active ingredient for example in the form of a Powder, before introducing the Adsorptionsmi els in the space provided compartment.
  • the Device is - loaded with the drug.
  • the loading of the substrate is also preferably carried out before introducing the substrate into the device.
  • the transfer of the water from the compartment provided for this purpose into the compartment or the compartments containing the adsorbent can be carried out in any desired manner according to the process of the invention.
  • the adsorbent-containing and water-containing compartments are arranged in close proximity to each other, it is preferred if the water-containing compartment is equipped with a predetermined breaking point and a mechanical means for breaking this predetermined breaking point.
  • the wall of this water-containing compartment can be broken at the predetermined breaking point and thus leak water from the compartment.
  • the water-containing compartment is disposed within the adsorbent-containing compartments or compartment and has a wall which becomes mechanically unstable upon exertion of pressure or upon application of external heat and bursts, breaks or melts, for example so that water can escape from the compartment.
  • the wall of the water-containing compartments can be formed from a thermoplastic elastomer which becomes mechanically unstable when heated above the melting range.
  • a further alternative envisages that the water from the compartment provided for this purpose can be metered into the compartment for the adsorbent so that both a continuous and metered release of water is possible.
  • This dosage may e.g. by means of a valve or cock placed between the water compartment and the adsorbent compartment.
  • a valve or cock placed between the water compartment and the adsorbent compartment.
  • the removal of the aerosol from the device according to the invention takes place automatically in a basic embodiment of the method according to the invention, ie upon a single activation of the device pressurized aerosol is generated which flows out via the outlet.
  • this tube can be particularly advantageously equipped with a valve that controls the aerosol removal, so that the aerosol only removed when needed can be.
  • the valve is preferably designed such that it opens when generating an air flow through the device according to the invention and automatically closes again after removal of this air flow at removal.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the present invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the device according to the invention shown in perspective in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a detail of the device according to the invention, which represents the water-containing compartment, as well as FIG.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the device according to the present invention in perspective and in section.
  • the reference symbols used in the figures have the following meaning:
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device 1 for producing active substance-laden aqueous aerosols according to the present invention, which according to the embodiment shown in FIG. 1 is designed as an inhaler, for example as a smoke-free cigarette.
  • the device 1 is cylindrical and bounded by a casing 14.
  • the sheath 14 is formed continuously over the entire length of the cylinder.
  • the apparatus comprises a (first) compartment 2 containing an adsorbent, for example a zeolite.
  • This compartment 2 is shown in Figure 1 on the left and limited by a plate 6, which is impermeable to the aerosol or water vapor and / or water.
  • the compartment 2 is bounded on the right by a water-wicking web 4; this point represents the water inlet 2a for the compartment 2.
  • a perforated tube 5 In the compartment 2 protrudes a perforated tube 5, wherein the perforations as a dotted Positions are shown in Figure 1.
  • the tube 5 can, as shown in FIG. 1, be centered and fixed by a spacer 19 in the compartment 2.
  • the tube 5 is passed through the plate 6 and thus guarantees the fluidic communication of
  • Compartment 2 via the perforations with the left of the compartment 2 arranged intermediate space 9.
  • a filter 8 may be arranged, via which the generated aerosol emerges at the outlet 7.
  • the case of the filter 8 may represent the mouthpiece with associated outlet 7, as well, it is possible that another sepa rates ⁇ mouthpiece is attached to the outlet.
  • This compartment 3 has a wall which adjoins the nonwoven 4. As shown in FIG. 1, this wall has a plurality of predetermined breaking points 10, via which a respective mandrel 11 is arranged, with which the predetermined breaking point 10 can be broken.
  • the device 1 is activated by pressure on the mandrels 11, wherein the mandrels 11 pierce the predetermined breaking points 10.
  • the nonwoven fabric 4 transfers the absorbed water to the compartment 2, which contains the adsorbent, for example zeolites.
  • the zeolites begin
  • Adsorb water with heat generation ie store it, so that a water vapor development of aerosols begins.
  • the aerosols gradually fill the entire space of the adsorbent-filled compartment 2 and pass through the perforations of the tube 5. Due to the resulting over- pressure during the formation of aerosol, the resulting aerosols are also forced out through the interspace 9 through the filter 8 and finally exit via the outlet 7.
  • at least one active substance for example nicotine
  • This active ingredient may be dissolved, emulsified or dispersed, for example, in the water of compartment 3. It is likewise possible that the active ingredient is mixed with the adsorbents contained in Part 2.
  • adsorption ⁇ medium 2 * is included in the apparatus 1, for example as shown in Figure 1, may be disposed between the spacer 19 and nonwoven fabric. 4
  • the compartment 2 is filled with adsorbents which are drug-loaded, ie mixed with active ingredient, while the adsorbent contained in compartment 2 is free of active ingredient. This design requires a predominantly aerosol development in the compartment
  • the loading of the aerosol with active ingredient then takes place only in compartment 2.
  • this may be present in compartment 2.
  • Figure 2 shows a cross section through the device shown in perspective in Figure 1, in particular, the implementation of the tube 5 is shown in more detail by the plate 6. It can also be seen that in the compartment 3 an opening is present in order to be able to compensate for any resulting overpressure in the device 1 when activated.
  • the exemplary dimensioning of the device 1 is also shown, for example, the length of the device 1 can be 100 mm and 10 mm in diameter ⁇ ser.
  • the compartment 3 is, for example, 15 mm, starting from the right side of the device 1, while the tube 5 for discharging the aerosols can be for example 65 mm long.
  • the compartment 2 may, for example, occupy up to 75 mm of the entire length of the device 1.
  • Figure 3 shows a detailed view of the water-containing compartment 3.
  • Figure 3 also shows a punch tube IIa as further mechanical ele- ment to break the respective frangible Stel ⁇ len.
  • the autonomous energy supply of the device according to the invention for the production of aerosols is based on the principle of the release of heat of adsorption by the addition of water to, for example zeolites with simultaneous desorption of a gaseous
  • Propellant Particularly suitable are zeolites of the type 3A, 4A, 5A and 13X, which are specially prepared in the preparation of the aerosol device 1 according to the desired properties.
  • the preferred type is 4A, since relatively large amounts of nitrogen can be adsorbed thereon.
  • it is desorbed by the zeolite and can function as a propellant for the resulting aerosol. Large molecules such as nicotine are not adsorbed by the zeolite material due to the small mesh size of the selected types.
  • water Upon initiation of the inhaler 1 e.g. by perforation of the water tank 3, water is distributed in the adjacent tile 4 and enters the with
  • the zeolite adsorbs the water, releasing heat. Temperatures of more than 150 ° C. are produced directly on the zeolite particles. Excess water evaporates. ser. Due to the air flow generated during inhalation, the moisture front reaches all zeolite particles in a short time.
  • the active substance or part of the active substance can be present in zeolite particles which act as a porous carrier material. These loaded zeolite particles are located in the zeolite filling between
  • the inhaler is thus constructed in principle as follows.
  • the device 1 consists of an approximately 10 to 12 cm long outer tube 14 with about 8 mm to 12 mm in diameter, which consists of a very good heat insulating material 12 is.
  • the apparatus 1 is divided into three parts:
  • the water tank 3 can easily be under tension, e.g. with the help of a small spring, so that an almost complete emptying during operation is guaranteed.
  • the attached to the water tank starter 11 or IIa is initiated by destroying a predetermined breaking point 10. If the chamber 3 filled with water at the end of the cigarette 1 is opened by a mechanism, for example a mandrel 11, water flows into the water-sucking fleece 4 which is directly in connection with the zeolite filling 2.
  • the zeolite adsorbs water and the resulting heat of adsorption is sufficient to produce water vapor. If the smoker breathes over the cigarette, the water vapor produced at the tip wanders through the zeolite filling and causes a rise in temperature in the cigarette body to approx. 150 ° C. Despite the higher boiling point of nicotine (about 270 ° C) then relevant amounts of nicotine-containing aerosol are in the gas phase.
  • the perforated inner tube 5 is used for rapid removal of the aerosol to the mouthpiece 7,
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a device 1 according to the present invention (in perspective in FIG. 4a, in FIG. 4b in FIG Cut) .
  • This device 1 is also cylindrical in shape and limited by a sheath 14 which is formed over the entire length of the cylinder. As shown in Figures 1 to 3, the device 1 has a compartment
  • the compartment 3 may be formed as shown for example in FIG.
  • the device 1 according to FIG. 4 has a substrate 13, which may be formed, for example, from cellulose. This substrate 13 is loaded with active ingredient.
  • Substrate 13 are sealed off from the intermediate space 9 by a vapor-tight and aerosol-tight plate 6, wherein a perforated tube 5 is guided through this plate and protrudes into the substrate 13. According to the already in the previous ones
  • the activation of the device 1 takes place by abandoning the originating from the compartment 3 water through the nonwoven fabric 4 via the inlet 2a in the compartment 2, wherein a vaporization and aerosol formation of the water takes place.
  • the water aerosol can penetrate into the substrate 13 via the opening 13a and receive the active substance there.
  • the active substance-laden aqueous aerosol thus becomes through the perforations in the tube 5 from the compartment 2 or the substrate 13 into the intermediate space
  • the tube 5 projects into the intermediate space 9 and has a nozzle 17 at the end.
  • a valve 16 on the pipe 5 is formed, which can be switched between a closed and an open position, so that only geöffne ⁇ ter position of the valve the aerosol into the intermediate space 9 and thus finally reach the outlet 7 of the device 1 via the filter 8.
  • the device 1 according to FIG. 4 furthermore comprises an insulating layer 12 which is formed between the casing 14 and the compartment 2, the compartment 3 and the nonwoven fabric 4. The insulation 12 prevents resulting heat from being conducted to the outer surface of the shroud 14 and allowing a user to burn on the device 1 when activated.
  • a bypass 15 is passed through the insulating layer 12 and is in fluid communication with the environment of the device 1 via an opening 15a.
  • the valve 16 has an actuating element 18, for example a lever or a spring, via which the valve 16 can be opened.
  • actuating element 18 for example a lever or a spring
  • the valve 16 can be opened.
  • a user removes aerosol, for example by creating a negative pressure by pulling on the outlet 7 (eg with the mouth)
  • the air flow acts on the lever 18 of the valve 16, whereby the lever 18 is deflected and the valve 16 is opened.
  • the aerosol flows out through the tube 5 via the nozzle 17 and mixes with the air volume located in the intermediate space 9. Pull on the outlet 7

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung Wirkstoff-beladener wässriger Aerosole, die als wesentlichen Bestandteil ein Kompartiment umfassen, das mit einem Adsorptionsmittel beladen ist, das bei Kontaktierung mit Wasser Wasser in einem exothermen Prozess adsorbiert, wobei auch ein Teil des Wassers verdampft und in die Gasphase gelangt. Für den Fall, dass das Wasser mit einem Wirkstoff beladen ist oder beispielsweise das Adsorptionsmittel mit einem Wirkstoff vermischt ist, bildet sich ein mit Wirkstoff beladenes wässriges Aerosol. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen zur Inhalation von Aerosolen, die Nikotin oder pharmazeutische Wirkstoffe in stabilen Nanopartikeln (mittlerer Durchmesser < 1-2 μm) enthalten.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von mit Wirkstoff beladenen wässrigen Aerosolen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung Wirkstoff-beladener wässriger Aerosole, die als wesentlichen Bestandteil ein Kompartiment umfassen, das mit einem Adsorptions mittel beladen ist, das bei ontaktierung mit Wasser Wasser in einem exothermen Prozess adsorbiert, wobei auch ein Teil des Wassers verdampft und in die
Gasphase gelangt. Für den Fall, dass das Wasser mit einem Wirkstoff beladen ist oder beispielsweise das Adsorptionsmittel mit einem Wirkstoff vermischt ist, bildet sich ein mit Wirkstoff beladenes wässriges Ae rosol . insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen zur Inhalation von Aerosolen, die Nikotin oder pharmazeutische Wirkstoffe in stabilen Nanopartikeln (mittlerer Durchmesser <l-2 μιη) enthal ten. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, mit denen sich Aerosole durch Vernebelung von flüssigen Substanzen herstellen lassen.
Zum Beispiel sind eine Reihe von Nikotin-Inhalatoren veröffentlicht und teilweise auch auf dem Markt erhältlich. Beim Verbraucher haben sich diese künstli¬ chen Zigaretten aber bis jetzt nicht durchgesetzt. Einer der Gründe liegt darin, dass diese Geräte nicht in der Lage sind, den Genuss fördernden Wirkstoff Nikotin dem Körper unmittelbar in ausreichender Menge zur Verfügung zu stellen.
Die meisten Vorrichtungen geben meist konstruktionsbedingt entweder zu geringe Konzentrationen an Nikotin in die Gasphase ab oder erzeugen kein geeignetes Aerosol mit inhalierbaren stabilen Partikeln.
Systeme, die auf die Erzeugung von Wärmeenergie verzichten erzeugen kein Aerosol. Bei der als Nicotrol- Inhaler für die Unterstützung der Nikotinentwöhnung zugelassenen Vorrichtung wird Nikotin im Speichel gelöst und z.T. über die Mundhöhle resorbiert, der Rest abgeschluckt und über den Darm aufgenommen.
Zudem sind sog. „elektronische Zigaretten" bekannt, bei denen Nikotin an ein Substrat gebunden ist oder ein Reinfilm vorliegt und mittels thermischer Verdampfungsmethoden verdampft wird. Hierzu wird beispielsweise auf die Patentanmeldung KR-2010035429 verwiesen. Nachteilig bei derartigen elektronischen Zigaretten ist die Gefahr des Missbrauchs mit den Nikotinkartuschen, die vorher mit sehr hohen Nikotinmengen oder auch mit Rauschgiften gefüllt werden können . N.K. Cobb et al . zeigen in N. Engl. J. Med. 365:3, 193, 2011 den typischen Aufbau einer e-Cigarette und diskutieren u.a. die Gefahren des Missbrauchs mit den Nikotinkartuschen, die vom Verbraucher mit sehr hohen
Nikotinmengen oder auch mit Rauschgiften gefüllt werden können.
Zudem ist bekannt, dass mit elektronischen Zigaretten bei Probanden keine befriedigende Nikotinzufuhr über die Atemwege ermöglicht werden kann (siehe z.B. A.R. Vansickel et al . , Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention, 2010, 19(8), 1945). Ein ähnliches Ergebnis zeigen C. Bullen et al . {Tobacco Control, 2010, 19, 98-103), dass mit einer elektronischen Zigarette nur ein Zehntel der Nikotin-Konzentration des normalen Rauchers erzielt werden kann.
Weitere Aerosol-Geräte, mit denen sich Wirkstoffe in die Aerosol-Phase bringen lassen, zeigen ebenso, dass hierbei keine ausreichende Resorption von beispielsweise Nikotin möglich ist (B. Caldwell et al . ,
Nicotine & Tobacco Research, 2009, 11(4), 342-347). Auch der von P.G. Andrus et al . beschriebene Aerosol-
Inhalator (Can. Respir. J., 1999, 6(6), 509) genügt den Anforderungen nicht, da die erzielten Aerosol- Partikel nicht klein genug sind. Veröffentlicht sind auch Systeme, welche die bei chemischen Reaktionen freiwerdende Energie nutzen, wie z.B. bei der Reaktion von Calciumoxid oder
Diphosphorpentoxid mit Wasser (WO 2008/017298) .
Weiterhin sind Vorrichtungen veröffentlicht, deren Energieversorgung auf dem Prinzip latenter Wärme be- ruhen z.B. freiwerelende Kristallisationswärme. Die Energieausbeute bei diesen Systemen ist aber verhältnismäßig gering.
Aber auch Geräte, die ausreichend Nikotin abgeben, erreichen bei weitem nicht die Wirkung einer normalen Zigarette. Dies liegt im wesentlichen an der Aerosolzusammensetzung, die bei den bekannten Systemen nahezu ausschließlich auf wässrigen oder hydrophilen Medien basiert. Der entscheidende Nachteil von hydrophilen Aerosolen ist, dass sie insbesondere im feuchten Milieu der Atemwege augenblicklich instabil werden (Zusammenlagerung von Tröpfchen), die Aerosoltröpfchen sich im wesentlichen an den Wandungen der Bronchien/Bronchiolen niederschlagen und somit nicht ausreichend Wirkstoff zu den Alveolen gelangt. Der erwünschte Effekt eines raschen Konzentrationsanstiegs des Wirkstoffs im Blut ist dadurch nicht möglich.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der sich besonders gute Aerosole erzielen lassen, d.h. Aerosole, die möglichst kleine Aerosol-Partikel aufweisen und stabil sind. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung derartiger Aerosole anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Die jeweiligen abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zur Erzeugung Wirkstoff-beladener wässriger Aerosole ange- geben, die
a) mindestens ein ompartiment zur Bevorratung
eines Adsorptionsmittels für Wasser, das Wasser unter Freisetzung von Adsorptions ärme adsorbiert, wobei bedingt durch die freigesetzte Adsorptionswärme ein Teil des Wassers in die
Gasphase überführt wird,
b) mindestens ein Kompartiment zur Bevorratung von Wasser, das derart ausgestaltet ist, dass bei Aktivierung der Vorrichtung Wasser in das mindestens eine Kompartiment zur Bevorratung des Adsorptionsmittels überführbar ist,
c) mindestens einen Wirkstoff, der in dem im Kompartiment enthaltenen Wasser gelöst, emulgiert oder suspendiert und/oder mit dem im Kompartiment für das Adsorptionsmittel enthaltenen Adsorptionsmittel vermischt und/oder auf einem separaten Substrat oder einem Bevorratungsgefäß, das zwischen Kompartiment für das Adsorptionsmittel und einem Auslass angeordnet bzw. enthalten ist, aufgebracht ist, sowie
d) mindestens einen Auslass für das erzeugte Aerosol, der mit dem mindestens einen Kompartiment für das Adsorptionsmittel und/oder dem Substrat oder dem Bevorratungsgefäß in fluidischer Verbindung steht,
umfasst .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst somit mindestens zwei verschiedene Kompartimente, die räumlich voneinander getrennt sind. Das erste Kompartiment dient der Bevorratung eines Adsorptionsmittels, das Wasser bei Kontaktierung in einer exothermen Reaktion adsorbiert. Durch die freigesetzte Adsorptionswärme wird ein Teil des Wassers in die Gasphase überführt, beispielsweise dadurch, dass sich das Adsorptionsmit- tel bei Kontaktierung mit Wasser auf Temperaturen erwärmt, die oberhalb des Siedepunktes von Wasser liegen. Zudem umfasst die Vorrichtung mindestens ein weiteres
Kompartiment (zweites Kompartiment), das Wasser ent¬ hält.
Das ggf. vorhandene Substrat ist dabei insbesondere aus Stoffen ausgewählt, die beispielsweise einen flüssigen Wirkstoff anlagern, ad- oder absorbieren können oder mit Lösungen, Emulsionen oder Dispersionen aus dem Wirkstoff imprägniert werden können. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das Substrat bei- spielsweise aus Cellulose oder modifizierter Cellulo- se (beispielsweise hydrophobierter Cellulose) gebildet ist.
Für den Fall, dass ein separates Bevorratungsgefäß für den Wirkstoff vorhanden ist, steht dieses mit dem Kompartiment für das Adsorptionsmittel in fluidischer Verbindung beispielsweise über eine Venturi-Düse .
Bei Aktivierung der Vorrichtung wird nun Wasser aus dem zweiten Kompartiment in das erste Kompartiment, d.h. das Kompartiment, das das Adsorptionsmittel aufweist, überführt, wobei ein Teil des Wassers an das Adsorptionsmittel adsorbiert wird und durch die zuvor beschriebene freigesetzte Adsorptionswärme ein Teil des in das erste Kompartiment aufgegebenen Wassers in die Gasphase überführt wird. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass das Wasser durch die freigesetzte Adsorptionswärme über den Siedepunkt erhitzt wird.
Hierbei entsteht ein wässriges Aerosol. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass entweder das im zweiten Kompartiment befindliche Wasser einen Wirkstoff aufweist, der durch den entstehenden Wasserdampf mit in die Aerosol-Phase überführt wird. Der Wirkstoff kann, je seiner Natur nach, im Wasser gelöst, als Emulsion, Suspension aber auch als Dispersion vorliegen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es ebenso mög- lieh, dass das Adsorptionsmittel selbst mit einem
Wirkstoff vermischt wird, beispielsweise kann der Wirkstoff in Pulver- oder flüssiger Form dem Adsorptionsmittel zugesetzt sein. Als dritte Möglichkeit kann alternativ oder ergänzend zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ebenso vorgesehen sein, dass der Wirkstoff auf einem separaten Substrat aufgebracht ist, das bei Aktivieren der Vorrichtung mit dem im ersten Kompartiment erzeugten Wasser-Aerosol beaufschlagt wird, wodurch der im Substrat befindliche Wirkstoff mit in die Aerosol-Phase befördert wird.
Für den weiter gegebenen Fall, dass der Wirkstoff in einem separaten Bevorratungsgefäß vorliegt, kann der erzeugte wässrige Aerosolstrom in dieses Bevorratungsgefäß geführt werden, um den Wirkstoff als wäss- riges Aerosol auszutreiben. Zudem ist eine indirekte Entnahme aus dem Bevorratungsgefäß möglich, wobei der Wirkstoff aus dem Bevorratungsgefäß über eine Ventu- ri-Düse entnommen werden kann.
Die Vorrichtung weist ebenso einen Auslass auf, aus dem die mit Wirkstoff beladenen wässrigen Aerosol- ströme austreten können. Je nach Ausführungsform der
Vorrichtung ist dabei der Auslass am ersten Komparti- ment (das Kompartiment, das das Adsorptionsmittel enthält), am Substrat (falls vorhanden) oder ggf. am Bevorratungsgefäß {falls vorhanden) angebracht bzw. in fluidischer Kommunikation mit erstem Kompartiment bzw. Substrat.
Erfindungsgemäß werden unter Kompartimenten oder Bevorratungsgef ßen separate, voneinander abgetrennte Räume zur Bevorratung der jeweiligen Substanzen ver- standen, die z.B. eine separate Wandung aufweisen können .
Weiter erfindungsgemäß werden unter Wirkstoffen Substanzen verstanden, mit denen sich ein bestimmtes Er- gebnis erzielen lässt, beispielsweise können die
Wirkstoffe pharmazeutisch aktive Wirkung zeigen, jedoch auch ein mechanisches Ergebnis, wie z.B. eine Schmierwirkung, beispielsweise Schmierstoffe (z.B. Mineralöle, synthetische Öle, Schmierfette, oS2 etc.), erzielen. Maßgeblich dabei ist, dass sich die
Wirkstoffe in Form eines wässrigen Aerosols in die Gasphase bringen lassen können.
Erfindungsgemäß wird unter Aerosol ein Gemisch von feinen Wassertröpfchen als Schwebeteilchen und einem
Gas, oder Gasgemisch, insbesondere Luft verstanden. Die Wassertröpfchen können dabei den Wirkstoff in gelöster, emulgierter und/oder dispergierter Form enthalten. Die Größe {mittlerer Durchmesser) der Wasser- tröpfchen reicht erfindungsgemäß dabei von 2 nm bis 2 μιη, bevorzugt von 50 nm bis 2 um. Insbesondere lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen verfahren Wassertröpfchen mit einer Größe von 0,1 bis 1 um herstellen. Die vorliegende Erfindung beruht somit auf folgendem generellen Prinzip, das anschließend näher beleuchtet wird: Bei der Adsorption von polaren Stoffen, wie Wasser an unbelegten Oberflächen eines Adsorptionsmittels wird Adsorptionswärme frei. Man kann zwischen polaren (hydrophilen) und unpolaren (hydrophoben) Adsorptionsmitteln unterscheiden. Zu den hydrophilen Adsorp- tionsmitteln werden z.B. Silicagel, Aluminiumoxid,
Zeolithe und einige Tonarten gezählt. Zeolithe eignen sich insbesondere für die Abtrennung polarer Komponenten wie Wasser. Darüber hinaus wirken Zeolithe durch das geordnete Porenkanalsystem (= u.a. defi- nierte Porenöffnungen) formselektiv. Sind die Oberflächen hinreichend groß, können auch Temperaturen erzeugt werden, die deutlich über 100 °C liegen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Kompartiment , das der
Bevorratung des Adsorptionsmittels dient, gegebenenfalls das vorhandene Substrat, das der Speicherung des Wirkstoffs dient, oder auch sowohl das zur Bevorratung des Adsorptionsmittels vorgesehene Komparti- ment und das Substrat mindestens ein in sein Inneres hineinragendes und aus dem Kompartiment bzw. dem Substrat herausführendes Rohr umfasst, dessen Wandung zumindest in dem in das Kompartiment für das Adsorptionsmittel, in das Substrat bzw. in das Bevorra- tungsgefäß hineinragenden Teil Perforierungen aufweist. Die Perforierungen sind dabei als durch die Wandung des Rohres durchgeführte Ausnehmungen oder Löcher ausgebildet. Gemäß dieser Ausführungsform ist weiter bevorzugt, dass das der Bevorratung des Ad- Sorptionsmittels dienende Kompartiment bzw. das Sub- strat konzentrisch um dieses Rohr angeordnet sein können .
Analog zur obigen Konstruktion sind auch Apparaturen denkbar mit mehreren perforierten Innenrohren kleineren Durchmessers .
Gemäß dieser Ausführungsform können die entweder im für das Adsorptionsmittel vorgesehenen Kompartiment bzw. dem Substrat erzeugten mit Wirkstoff beladenen Aerosole durch die Perforierungen in das Rohr eintreten und dort aus dem Kompartiment bzw. dem Substrat ausgetragen werden. Somit können die erzeugten Aerosolströme zusammengeführt und aus der Vorrichtung ausgetragen werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienende Kompartiment und/oder das Substrat durch eine Platte begrenzt ist, durch die das zuvor beschriebene Rohr durchgeführt ist. Diese Platte bzw. Wandung ist dabei für vorzugsweise Wasser, Wasserdampf bzw. die erzeugten Aerosole undurchlässig, so dass eine effiziente Abgrenzung des Diff sionsraumes für die erzeugten Aerosole, aber auch das aufgegebene Wasser bzw. den erzeugten Wasserdampf gegeben ist. Die erzeugten Aerosole müssen sich somit den Weg in das beschriebene Rohr durch die Perforation bahnen.
Das zuvor beschriebene Rohr kann zudem ein Ventil aufweisen, das der Regulierung des Aerosolstroms dient. Das Ventil kann dabei so ausgebildet sein, dass es sich selbsttätig öffnet, wenn ein Bedarf an dem Aerosolstrom gegeben ist, dies kann z.B. so erfolgen, dass an dem Rohr Unterdr ck angelegt wird (beispielsweise wenn ein Benutzer mit seinem Mund an der Öffnung des zuvor beschriebenen Rohres zieht, etc.), andernfalls ist das Ventil geschlossen. Gemäß dieser Ausführungsform können Aerosole daher nur bei Bedarf aus der Vorrichtung austreten.
Um ein allzu schnelles Aufheizen der gesamten Füllung des Adsorptionsmittels im hierfür vorgesehenen Kom- partiment z.B. der Zeolithfüllung, zu vermeiden, kann dieses Kompartiment auch in Segmente unterteilt wer- den, die z.B. durch eine Kunststofffolie, die bei einem Temperaturanstieg allmählich ab- oder aufschmelzen oder schrumpfen kann, voneinander separiert sind. Dadurch ist gewährleistet, dass das überschüssige Wasser nicht die gesamten Absorptionsmittel, bei- spielsweise die Zeolithe, in kurzer Zeit durchflutet und den Wirkstoff gleich zu Beginn massiv freisetzt.
Eine weitere Alternative stellen Folienwicklungen, aus denen die einzelnen Komparti ente gebildet sind, dar, die aus mehreren Schichten bestehen. In der untersten Schicht ist Wasser eingeschlossen zwischen Plastikfolien wie z.B. verschweißte Polyethylen- folien. Die mittlere Schicht enthält ein Wasser saugendes Flies, das bei beim Start durch Verletzung der Folie für eine relativ gleichmäßige Verteilung der wässrigen Phase sorgt. In der obersten Schicht befindet sich die Zeolithfüllung mit dem Substrat. Dort können perforierte Röhrchen eingelagert sein, durch die das Aerosol durch den Luftstrom bei der Entnahme, beispielsweise beim „Rauchen" abtransportiert wird.
Gemäß einer weiteren Variante ist es möglich, mit Hilfe des frei werdenden Stickstoffs das erhitzte Substrat zu versprühen. Die Vorrichtung besteht hier- bei aus einem metallenen Druckbehälter als Kompartiment für das Adsorptionsmittel, der z.B. mit Stick- stoff beladene Zeolithe enthält, weiterhin befindet sich in diesem Druckbehälter am Ende ein mit Wasser gefüllter Kunststoffbehälter {Kompartiment für das Wasser), der bei relativ niedrigen Temperaturen (z.B. 50 °C bis 250 °C, bevorzugt 60 °C bis 150 °C)
schmilzt oder schrumpft. Wird das Ende der Vorrichtung erhitzt, schmilzt der Wasserbehälter, Wasser gelangt über beispielsweise anliegendes Filzmaterial an das Zeolithmaterial und die Desorption von Stickstoff wird in Gang gesetzt. Dieser entweicht über die Düse im vorderen Teil des Druckbehälters. Analog eines Venturi-Systems wird der erhitzte Wirkstoff vernebelt. Die Düse enthält ein Ventil, durch das die Entnahme über den Luftstrom beim Inhalieren geregelt werden kann. Steigt der Druck im Metallbehälter, wird die Adsorption von Wasser zurückgedrängt, die Gasproduktion läuft nicht unkontrolliert weiter.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Kompartiment für das Adsorptionsmittel, das mit einem weiteren Kompartiment für Wasser verbunden ist. Dieses Kompartiment für Wasser kann beispielsweise auch als separater Wasseranschluss bzw. eine WasserZuführung für das Kompartiment mit Adsorptionsmittel ausgebildet sein. Dadurch ist eine Wasserzugabe in das Kompartiment für die Adsorptionsmittel möglich. Die somit im Kompartiment für Adsorptionsmittel bei Wasserzugabe gebildete wässrige Aerosole können über eine Ausgangsöffnung aus diesem Kompartiment ausgetragen werden. Ebenso kann ein separates Bevorratungsgefäß vorhanden sein, das den Wirkstoff umfasst. Der Auslass des Kompartimentes für das Adsorptionsmittel (wässriger Aerosolauslass ) kann beispielsweise über eine Venturi-Düse mit dem separaten Behältnis für den Wirkstoff verbunden sein, so dass bei Aktivierung der Vorrichtung der Aerosol- ström, der aus dem Kompartiment mit Adsorptionsmittel ausgetrieben wird, über die Venturi-Düse den Wirkstoff, der sich im Bevorratungsbehältnis befindet, mitreißen kann. Beispielsweise kann so eine effizien- te Erzeugung von schmiermittelhaltigen Aerosolen bezweckt werden.
Aerosoltechnik wird bereits im Schmierstoffbereich eingesetzt :
Dabei wird mit Hilfe der Venturi-Technik ein speziell dafür geeigneter Schmierstoff zerstäubt und das entstehende Aerosol mit Druckluft über maschineninterne Zuleitungen an das Hohlwerkzeug gebracht.
Es müssen dabei oft beträchtliche Distanzen {bis z 7 m) überwunden werden. Darin liegt auch der Nachteil dieses aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens, da sich mit der Zeit Schmierstoff in den Zulei- tungen absetzt. Dann wirkt dieses Transportsystem wie ein Flüssigkeitsabscheider, die Effektivität der Schmierung lässt zwangsläufig beträchtlich nach.
Der Vorteil einer oben beschriebenen Apparatur liegt in ihrer Kompaktheit, sodass es möglich wäre diese unmittelbar in der Nähe des Werkzeugs, z.B. an einer Spindel, anzubringen. Des Weiteren ist man von der Art des Schmierstoffs sowie von externer Druckluft und weiterer Energieversorgung (el. Strom) völlig un- abhängig.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen Auslass und Kompartiment für das Adsorptionsmittel und/oder dem Substrat oder dem Bevor- ratungsgefäß mindestens ein Filter und/oder ein Zwi- schenraum angeordnet ist. Das Filter kann z.B. aus Aktivkohle oder Celluloseacetat gebildet sein.
Gemäß dieser Ausführungsform werden die Aerosole nochmals vor Austreten gefiltert. Der Zwischenraum, der beispielsweise zwischen dem Filter und dem der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienenden Kompartiment bzw. dem Substrat angeordnet sein kann, kann der Einstellung von dynamischen Gleichgewichtszustän- den im Aerosol dienen, ebenso können in diesem Zwischenraum weitere bauliche Bestandteile der Vorrichtung arrangiert sein, wie beispielsweise das weiter oben beschriebene Ventil, das an dem Rohr angebracht ist .
Weiter vorteilhaft ist, wenn das der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienende Kompartiment einen Einlassbereich für aus dem der Bevorratung des Wassers dienenden Kompartiment stammendem Wasser aufweist, wobei das Kompartiment zur Wasserbevorratung am Einlassbereich angeordnet ist. Vorteilhaft ist hier insbesondere, wenn die beiden Kompartimente, d.h. das der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienende Kompartiment und das der Bevorratung des Wassers dienen- de Kompartiment, durch eine Schicht eines porösen Materials, insbesondere eine Schicht eines Vliesstoffes, voneinander getrennt sind. Diese Ausführungsform sieht vor, dass die beiden verschiedenen Kompartimente und somit die beiden Reaktanden, d.h. Adsorptions- mittel und Wasser, in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordnet werden, so dass eine Aktivierung der Vorrichtung besonders einfach ist. Das poröse Material, beispielsweise der Vliesstoff, ist dazu geeignet, Wasser aufzusaugen, d.h. durch Kapillarkräfte Wasser dem der Bevorratung von Wasser dienenden Korn- partiment zu entnehmen und den im benachbarten Kompartiment befindlichen Adsorptionsmitteln zuzuführen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann es gegeben sein, dass das der Bevorratung des Wassers dienende
Kompartiment innerhalb des der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienenden Kompartiments angeordnet ist. In beiden zuvor genannten Fällen ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Wandung des der Bevorratung von Wasser dienenden Kompartiments aus einem Material gebildet ist, das durch mechanische Krafteinwirkung zerstörbar ist oder durch Einwirkung externer Wärme aufschmelzbar ist, also in jedem Fall seine strukturelle Integrität verliert, so dass die Begrenzung dieses Kompartiments verloren geht und Wasser aus diesem Kompartiment austritt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn das der Bevorratung des Wassers dienende Kompartiment eine Wandung mit mindestens einer Sollbruchstelle sowie mindestens ein mechanisches Mittel zum Durchbrechen der Wandung zumindest im Bereich der mindestens einen Sollbruch- stelle umfasst. Das mechanische Mittel ist dabei bevorzugt im Inneren des Kompartiments angeordnet. Die Sollbruchstelle kann beispielsweise dadurch ausgeführt sein, dass die Wandung des Kompartiments an der Sollbruchstelle dünner ausgeführt ist als an den üb- rigen Stellen der Wandung dieses Kompartiments. Ein bevorzugtes mechanisches Mittel zum Durchbrechen der Wandung kann beispielsweise in Form eines Dorns oder eines Stößels ausgebildet sein, so dass bei flexibler Ausgestaltung der Wandung des Kompartiments zur Be- vorratung des Wassers durch mechanischen Druck auf die Wandung das Mittel zur Durchbrechung der Wandung auf die Sollbruchstelle gedrückt und diese schließlich durchbrochen werden kann, so dass Wasser aus diesem Kompartiment austreten kann. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es ebenso möglich, dass das Wasser beinhaltende Kompartiment unter mechanischer Spannung steht, so dass bei Aktivierung, d.h. Durchbrechen der Wandung dieses Kompartiments beispielsweise an der Sollbruchstelle oder durch Auf- schmelzen der Wandung eine beschleunigte Freisetzung des Wassers erfolgt, da sich das Kompartiment durch die mechanische Spannung nun zusammenziehen und somit entleeren kann. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Wasser im Kompartiment unter Druck steht, dass die Wandung des Kompartiments so ausgebildet ist, dass ein Zusammenziehen des Kompartiments bei Durchbrechen einer Stelle der Wandung erfolgt oder, dass ein mechanisches Element, das eine Zugspannung beispielsweise auf gegenüberliegende Wan- düngen des Kompartiments ausübt {z.B. eine Zugfeder) im Inneren des Kompartiments vorhanden ist. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Wandungen des Kompartiments flexibel auszuführen. Eine weiter bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen dem der Bevorratung des Adsorptionsmittels dienenden Kompartiment (erstes Kompartiment) und dem der Bevorratung von Wasser dienenden Kompartiment (zweites Kompartiment) ein weiteres (drittes) Kompar- timent angeordnet ist, das ebenso ein Adsorptionsmittel beinhaltet. Im Gegensatz zum ersten Kompartiment zur Bevorratung des Adsorptionsmittels, das in diesem Fall mit dem Wirkstoff beladen ist, ist jedoch das Adsorptionsmittel im dritten Kompartiment frei von Wirkstoffen. Dabei ist das dritte Kompartiment bevorzugt in unmittelbarer Nachbarschaft zum zweiten Kom- partiment angeordnet und von diesen z.B. durch den o.g. porösen Stoff, z.B. einen Vliesstoff, getrennt. Somit dient dieses dritte Kompartiment ausschließlich der Erzeugung von Wasserdampf, der nach Erzeugung dem ersten Kompartiment zur Bevorratung des Adsorptionsmittels (mit Wirkstoff beladen) zugeführt wird und dort das eigentliche, mit Wirkstoffen beladene Aerosol erzeugt wird. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Ummantelung aller Bestandteile auf, beispielsweise eine zylinderförmige Ummantelung, die beispielsweise aus einem thermisch isolierenden Material oder einem Verbundstoff gebildet sein kann. Im Inneren dieses Zylinders sind somit alle Bestandteile der Vorrichtung in dieser Ummantelung angeordnet. Im Fall eines liegenden Zylinders können in diesem Zylinder beispielsweise von links nach rechts der Auslass, gegebenenfalls der Filter, gegebenenfalls der Zwischenraum, daran an- schließend gegebenenfalls das mit Wirkstoff beladene
Substrat, das Kompartiment zur Bevorratung des Adsorptionsmittels, gegebenenfalls das dritte Kompartiment, gegebenenfalls der Vliesstoff, sowie daran anschließend das Kompartiment zur Bevorratung von Was- ser angeordnet sein. Diese Anordnung der Bestandteile ermöglicht somit einen möglichst kurzen Weg der (in der oben genannten beispielhaften Anordnung rechts erfolgenden) Erzeugung des Aerosols und der (in der oben beschriebenen beispielhaften Anordnung links) erfolgenden Entnahme des Aerosols.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ummantelung auf der innen liegenden Seite zumindest bereichsweise eine (thermische) Isolierung, die die Bestandteile der Vorrichtung einschließt. Vorzugsweise ist die Isolierung lediglich in dem Bereich ausgebildet, in dem die Kompartimente angeordnet sind, die das Adsorptionsmittel aufweisen und somit bei Kontaktierung mit Wasser Wärme erzeugen. Allerdings ist es ebenso möglich, dass die Isolierung durchgängig über die gesamte Länge der zylinderförmigen Ummantelung ausgebildet ist. Die Ummantelung und Isolierung können identisch sein, allerdings ist ebenso möglich, dass die Isolierung ein separates Bauteil darstellt.
Weiter vorteilhaft ist, wenn in der Vorrichtung ein Bypass vorhanden ist, der beispielsweise in der Ummantelung aber auch in der Isolierung ausgebildet sein kann. Der Bypass kann als Zuleitung ausgebildet sein, die Frischluft, beispielsweise an dem oder den mit Adsorptionsmittel gefüllten Kompartimenten, vorbeiführen kann. Alternativ hierzu ist es jedoch ebenso möglich, dass der Bypass als seitliche Öffnung in der Vorrichtung, beispielsweise als durch die Umman- telung und/oder die Isolierung durchgeführte Öffnung, ausgebildet sein kann, die im Bereich des Zwischenraums angeordnet sein kann. In jedem Fall wird durch den Bypass Frischluft, d.h. nicht mit Aerosol belade- ne Luft, in den Bereich der Vorrichtung zugeführt, an der bereits fertig erzeugtes Aerosol vorliegt, so dass das erzeugte Aerosol vor Entnahme aus der Vorrichtung mit Frischluft vermischt werden kann. Beispielsweise wird Frischluft in die Vorrichtung eingesaugt, wenn über den Auslass Aerosol entnommen wird, dadurch, dass ein Benutzer über den Auslass oder ein dort angebrachtes Mundstück an der Vorrichtung zieht, um das erzeugte Aerosol zu inhalieren.
Für den Fall, dass der Bypass an den jeweiligen Kom- partimenten der Vorrichtung vorbeigeführt ist, kann es ebenso gegeben sein, dass der Einlass des Bypasses durch die gesamte Vorrichtung durchgeführt ist und auch an dem der Bevorratung des Wassers dienenden Kompartiment vorbeiläuft. Der durch den Bypass zugeführte Luftstrom verläuft somit parallel zur zylin- derförmigen Ummantelung an sämtlichen Kompartimenten vorbei. Der durch den Bypass durchgeführte Luftstrom, der bei Entnahme des Aerosols über den Auslass erzeugt wird, kann in einer weiter vorteilhaften Ausführungsform genutzt werden, das gegebenenfalls vor- handene Ventil zu aktivieren. Hierbei kann es gegeben sein, dass das Ventil ein Mittel aufweist, das im Bereich der austretenden Luftströmung aus dem Bypass angeordnet ist. Über die dort aus dem Bypass austretende Luftströmung kann das Ventil betätigt werden. Das Mittel ist dabei derart ausgestaltet, dass es dem aus dem Bypass austretenden Luftstrom einen Widerstand entgegensetzt; beispielsweise kann das Mittel als flächiges Element ausgebildet sein, auf das durch den aus dem Bypass austretenden Luftstrom mechani- scher Druck ausgeübt wird. Dieser mechanische Druck kann zur Betätigung des Ventils genutzt werden.
Besonders bevorzugt ist das Adsorptionsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicagel, Alumi- niumoxid, Tonen und/oder zeolithen, insbesondere zeolith 3A, Zeolith 4A, Zeolith 5A, Zeolith 13X sowie Mischungen und Kombinationen hieraus . Unter den zuvor genannten Adsorptionsmitteln sind Zeolithe besonders bevorzugt. Insbesondere eignen sich hierbei die
Zeolith- ypen, mit denen eine hohe Wärmeerzeugung bei
Adsorption von Wasser erzielt wird. insbesondere ist es hierbei vorteilhaft, diejenigen Zeolithe einzusetzen, die mit einem Inertgas, insbe- sondere Stickstoff, beladen werden können. Beim Beladungsvorgang, der vor Einbringen der Zeolithe in das jeweilige Kompartiment erfolgen kann, wird das Inertgas in den Hohlraum der Zeolithe eingebracht. Diese BeiadungsVorgänge sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt und können z.B. wie folgt durchgeführt werden: An den Zeolithen adsorbiertes Wasser wird bei 300 °C unter Vakuum desorbiert. Nach Abkühlung wird das zeolithmaterial mit trockenem Stickstoff beaufschlagt, der dann zum Teil an das Material adsorbiert wird. Eine besondere Ausführungs form der Erfindung sieht somit vor, dass die im Kompartiment bzw. den Kompartimenten enthaltenen Zeolithe teilweise oder vollständig mit einem Inertgas, insbesondere Stickstoff, beladen sind. Dies bezweckt, dass bei Zugabe von Wasser auf diese mit Inertgas beladenen Zeolithe ein Austausch des Inertgases gegen Wasser erfolgt, so dass das Inertgas, insbesondere Stickstoff, aus den Zeolithen freigesetzt wird. Die freigesetzten Inertgase, insbesondere Stickstoff, wirken somit als Treibgas und unterstützen die Aerosol-Bildung besonders vorteilhaft, so dass eine besonders effiziente Aerosol-Bildung ermöglicht wird.
Die Menge des Adsorptionsmittels und somit die Größe des Kompartiments bzw. der Kompartimente, die das Adsorptionsmittel enthalten, bestimmt sich dabei jeweils nach dem Anwendungszweck . Bei Vorrichtungen, die zum stationären Zweck eingesetzt werden können, können beispielsweise relativ große Mengen an Adsorptionsmittel im Kompartiment bzw. den Kompartimenten bevorratet sein. Beispielhafte Mengen an Adsorptions- mittel liegen hierbei zwischen 1 cm3 und 1.000 cm3, sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Bei portablen Anwendungen, insbesondere für den Fall, dass die Vorrichtung als künstliche „Zigarette" ausgebildet ist, orientiert sich die Größe der Vorrichtung insgesamt an den Größenordnungen beispielsweise einer handels- üblichen Zigarette, d.h. die Vorrichtung ist bevorzugt zylinderförmig ausgebildet und ca. 5 bis 30 cm, bevorzugt 7,5 bis 20 cm, besonders bevorzugt 8 bis 12 cm, insbesondere 10 cm lang und 0,5 bis 5 cm, bevor- zugt 0,6 bis 2 cm, besonders bevorzugt 0,8 bis 1,2 cm, insbesondere 1 cm im Durchmesser bemessen, wobei das Kompartiment, das das Adsorptionsmittel beinhaltet, bzw. die Kompartimente, 1/10 bis 9/10 des Volu¬ mens dieser Vorrichtung einnehmen können. Die genann- ten Angaben sind jedoch beispielhaft zu verstehen und nicht hierauf beschränkt.
Weiter vorteilhaft ist der Wirkstoff ausgewählt aus a) pharmakologisch wirksamen Substanzen, insbeson- dere Medikamenten und/oder Nikotin,
b) Geschmacksstoffen, Duftstoffen und/oder Aromastoffen,
c) Schmierstoffen sowie
d) Mischungen oder Kombinationen hieraus.
Als pharmakologisch wirksame Substanzen können Stoffe eingesetzt werden, die in der Lage sind, in ein wäss- riges Aerosol überführt zu werden. Geeignete Substanzen, insbesondere Medikamente, sind hierbei ausge- wählt aus folgenden besonders bevorzugten Stoffen, jedoch nicht hierauf beschränkt:
Proteine, Polysaccharide, Lipide, Nukleinsäure sowie Kombinationen oder Mischungen hieraus,
- Nukleotide und/oder Oligonukleotide,
- Insultin, Calcitonin, Leuprolit und Albuterol ,
- Antibiotika, Virustatika, Fungizide, immunsuppres- sive Medikamente, nicht-steroide entzündungshemmende Medikamente, oberflächenaktive Substanzen, Prostaglandine, Mukolytika, Antitussiva, gegen Husten wirkende Medikamente, Rachenschmerz lindernde Medikamente, Vektoren zur Gentherapie, Heparin, Ergotamin, humane Wachstumshormone,
Sildenaphil, Antiproteasen, Vakzine, Morphine, Phentanyl ,
Antihistaminika, abschwellende Wirkstoffe,
Alkalodie, minerale Zusatzstoffe, Laxativa, Vitamine, z.B. Vitamin D3 , Antrazida, Anti-Choleste- rolemika, Anti-Lipid-Mittel , Antiarrythmetika, Antipyretika, Analgetika, Appetitzügler, Expektro- anzien, angstlösende Medikamente, Antiulcermittel , entzündungshemmende Substanzen, Herzmedikamente, Medikamente, die auf das cerebrale System wirken, periphere Vasodilatoren, Antiinfektiva, Psychotro- pika, antimanische Medikamente, Stimulanzien, gastrointestinale Mittel, Sedativa, Medikamente zur Durchfallbehandlung, Medikamente zur Behandlung von Angina, Vasodilatoren, anti-hypertensive Medikamente, Vasokonstriktoren, Migränemedikamente, Antibiotika, Beruhigungsmittel, Antipsychoti- ka, Antitumormedikamente, Antikoagulanzien, anti- thrombotische Medikamente, Schlafmittel, Antiime- tika, Medikamente zur Behandlung von Nausea, Anti- konvulsantien, Diuretika, antispastisch wirkende Mittel, Gebährmutterrelaxantien, Mineral- und Nährstoffergänzungsmittel , Mittel gegen Fettleibigkeit, anabole Substanzen, erythropoietische Medikamente, Antiasthmatika, Hustensuppressantien, Mukulytika sowie anti-uricemische Medikamente, Abmagerungsmittel /Appetitzügler/Antiadiposita, Acidosetherapeutika, Analeptika/Antihypoxämika, Analgetika/Antirheumatika, Anthelminthika, Antiallergika, Antianämika, Antiarrhythmika , Antibio- tika/Antiinfektiva, Antidementiva (Nootropika) , Antidiabetika, Antidota, Antiemetika/Antivertigi- nosa, Antiepileptika, Antihämorrhagika (Antifibri- nolytika u.a. Hamostatika) , Antihypertonika, Antihypoglykämika, Antihypotonika, Antikoagulan- tia, Antimykotika, Antiphlogistika , Antitussi- va/Expektorantia, Arteriosklerosemittel, Betarezeptoren-, Calciumkanalblocker und Hemmstoffe der Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems , Broncholy- tika/Antiasthmatika, Cholagoga und Gallenwegs- therapeutika, Cholinergika, Corticoide, Diuretika, durchblutungsfördernde Mittel, Entwöhnungsmittel/Mittel zur Behandlung von Suchterkrankungen, Enzyminhibitoren/Präparate bei Enzymmangel und Transportproteine, Fibrinolytika, Geriatrika
Gichtmittel, Grippemittel und Mittel gegen Erkältungskrankheiten, Gynäkologika, Hepatika, Hypnoti- ka/Sedativa, Hy ophysen-/Hypotha1amushormone/- andere regulatorische Peptide und ihre Hemmstoffe, Immunmodulatoren, ardiaka, Koronarmittel, Lipidsenker, Magen-Darm-Mi tel, Migränemittel, MineralstoffPräparate, Rachentherapeutika, Neuropathiepräparate und andere neurotrope Mittel, Osteoporosemittel/Calcium-/Knochenstoffwechselregulatoren, Parkinsonmittel und andere Mittel gegen extrapyramidale Störungen, Psychopharmaka, Schilddrüsenthe- rapeutika, Sera/Immunglobuline und Impfstoffe, Sexualhormone und ihre Hemmstoffe, Spasmolytika/ - Anticholinergika, Thrombozytenaggregationshemmer, Tuberkulosemittel, Umstimmungsmittel , Urologika, Venentherapeutika, Vitamine, Zytostatika/andere antineoplastische Mittel u. Protektiva.
Besonders bevorzugt eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, ein wässriges, Nikotin-haltiges Aerosol zu erzeugen.
Weiter können Geschmacksstoffe oder Aromastoffe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfin- dungsgemäßen Verfahren in ein wässriges Aerosol überführt werden. Unter Geschmacksstoffen bzw.
Aromastoffen werden Stoffe verstanden, wie sie beispielsweise in der Aromen-Verordnung EG Nr. 1334/2008 umfasst sind. Unter Duftstoffen werden erfindungsgemäß den Geruchssinn anregende, chemische Stoffe ver¬ standen; beispielsweise können hiervon natürliche, naturidentische oder synthetische Duftstoffe, insbesondere Stoffe aus den organischen Aldehyden, Estern und Ethern, mit umfasst sein.
Der Gehalt an Wirkstoff ist dabei auf den jeweiligen gerichteten Zweck ausgelegt. Pharmazeutisch wirksame Substanzen können somit, bezogen auf die Gesamtmenge an Adsorptionsmittel, in einer Konzentration bzw. Gesamtmenge in der Vorrichtung enthalten sein, dass beispielsweise ein Aerosol erzeugt wird, das den jeweiligen Wirkstoff in einer wirksamen Konzentration enthält und somit eine ausreichende pharmakologische Wirkung erzielt werden kann.
Nikotin wie auch eine Vielzahl von Medikamenten haben stark hygroskopische Eigenschaften. Die Folge davon ist, dass im feuchten Milieu der Lunge wässrige
Aerosoltröpfchen, die Nikotin enthalten, in Sekundenbruchteilen dramatisch anwachsen und somit das periphere Lungengewebe in dem die Resorption stattfindet, nicht erreichen können. Aerosole in denen das Maximum der Tröpfchengrößenverteilung in der Größenordnung von über zwei Mikrometer liegt, werden an Krümmungen nicht mit der Strömung (durch Teilchen- bzw. Molekül- stöße) fort getragen, sondern driften aufgrund der Fliehkraft ihrer Masse und "kollidieren schließlich mit der Wand und lagern sich, da sie nicht hydrophob sind in einem Bereich der Lunge ab, der eine nur ver¬ gleichsweise geringe Resorptionsoberfläche besitzt. Daher funktionieren Systeme auf rein wässriger Basis nicht .
Dem dramatischen Tröpfchenwachstum wurde bisher ledig- lieh mit dem Zusatz von Propylenglykol (1,2-Propan- diol) versucht entgegenzuwirken. Propylenglykol ist aber wasserlöslich; durch die deutlich höhere Viskosität gegenüber Wasser wird das Tröpfchenwachstum in einer feuchten Umgebung, wenn überhaupt, nur geringfügig gehemmt.
Bereits veröffentlicht sind Zerstäuber, die Lipide und Phospholipide als Lösemittel für Nikotin einsetzen jedoch nicht mit dem Hintergrund stabile Aerosole zu erzeugen.
In Laborexperimenten konnte gezeigt werden, dass einige hydrophobe Substanzklassen sehr stabile Aerosole bilden können, die auch nicht durch feuchte Wandungen dramatisch adsorbiert werden. Es sind Stoffe, die unter die Gruppe der Terpene fallen, bei Raumtemperatur flüssige wie auch feste Paraffine, Fettsäuren von C10 bis C18 sowie auch Fettalkohole und cyclische
Siloxane .
Weiter bevorzugt ist somit, wenn in der Vorrichtung mindestens ein hydrophober Stoff, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paraffinölen, Ter- penen, Terpenoiden, Alkancarbonsäuren, Alkancarbon- säureesteren, organischen Estern, Fettalkoholen,
Siloxanen und/oder Mischungen oder Kombinationen hieraus, enthalten ist. Der hydrophobe Stoff kann beispielsweise im Wasser enthaltenden Kompartiment gelöst, suspendiert oder dispergiert vorliegen. Ebenso ist es möglich, dass der hydrophobe Stoff vermischt mit den Adsorptionsmitteln, die in den jeweiligen Kompartimenten oder dem Kompartiment enthalten sind, vorhanden ist. Weiter kann die Möglichkeit gegeben sein, dass das gegebenenfalls vorhandene Substrat den hydrophoben Stoff enthält. Der hydrophobe Stoff wird somit bei der Erzeugung des Aerosols von den entstehenden Wasserdämpfen bzw. Aerosoltröpfchen mitgerissen und lagert sich auf der Oberfläche der an sich polaren Wassertröpfchen an. Dies führt zu einer
Hydrophobierung der jeweiligen Wassertröpfchen im Ae- rosol, so dass eine Agglomerisation oder Kondensation der erzeugten Wirkstoff-beladenen Wassertröpfchen des Aerosols weitestgehend unterbunden wird. Diese Hydrophobierung durch den hydrophoben Stoff führt somit zu einer effizienten Stabilisierung des erzeugten Aero- sols, das sich beispielsweise deutlich positiv auf die Lebensdauer und die Lungengängigkeit des Aerosols auswirkt, da somit verhindert werden kann, dass sich das Aerosol beispielsweise bei Inhalation bereits auf den Mundschleimhäuten oder den Bronchien nieder- schlägt. Das erzeugte Aerosol kann somit besonders effizient bis in die Alveolen geführt werden.
Beispielhaf e Stoffe für die o.g. Stoffklassen sind beispielsweise :
AI keine
Paraffinöl dünnflüssig
Isohexadecan
Terpene/Terpenoide
Squalen, Squalan, Farnesene
Alkancarbonsäuren
Gesättigt, z.B. Isostearinsäure, Caprylsäure; unge¬ sättigt Fettsäureester
Fettsäuretriglyceride, Isopropylpalmitat ,
Octylpalmitat , Octylisostearat , Isopropylpalmitat, Isononylstearat , Ethylhexylpalmi at , Oleyloleat, n- Butylstearat , n-Hexyllaurat , n-Decyloleat
Ester
C12-C15 Alkylbenzoat, Butyloctylsalicylat
Fettalkohole
von C8 bis C14
Siloxane
Polydimethylsiloxan (Dimeticon) ,
Decamethylcyclopentasiloxane
Aus der Gruppe der Terpene gibt es einige physiologisch vertretbare Verbindungen wie
• Farnesol (Siedepunkt ca. 157 °C)
• Fenchol (Siedepunkt ca. 68 °C) (Geruch!)
• Phytol (Siedepunkt ca. 202 °C) u.a.
• Squalen (Siedepunkt ca. 175 °C)
• Sgualan (Siedepunkt ca. 350 °C)
Aus der Gruppe der cyclisehen Siloxane kommt
Cyclopentasiloxan (Decamethylcyclopentasiloxan) und Cyclohexasiloxan (Dodecamethylcyclohexasiloxan) in Frage. Ersteres findet sich häufig in Kosmetika, wie Haarsprays, Hautcremen, Deodorants u.a. und es ist darüber hinaus völlig geruchlos.
Die besten Ergebnisse wurden bei Raumtemperatur mit festen Paraffinen sowie mit allen oben erwähnten Fettsäuren erzielt. Beim experimentellen Einsatz wurden die Substanzen über den Schmelzpunkt erhitzt und apparativ fein zerstäubt. Das abgekühlte Aerosol be- steht aus feinsten Feststoffpartikeln, das sich dann auch als sehr inert erweist. Darüber hinaus löst sich das wasserlösliche Nikotin in diesen Substanzen noch deutlich besser als in Wasser. Ebenfalls eigenen sich als gute AerosolbilcLner Fettalkohole.
Weiter ist es bevorzugt, wenn in der Vorrichtung ein Verdampfungsbeschleuniger, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2-Oxosäuren, insbesonde- re Brenztraubensäure, enthalten ist. Genau wie der zuvor beschriebene hydrophobe Stoff kann der Verdampfungsbeschleuniger ebenso gelöst, suspendiert oder dispergiert im Wasser des wasserhaltigen Komparti- ments vorliegen. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es jedoch ebenso möglich, dass der Verdampfungsbeschleuniger vermischt mit den Adsorptionsmitteln oder auf das Substrat aufgebracht in der Vorrichtung enthalten ist. Der Verdampfungsbeschleuniger bewirkt eine effiziente Überführung des Wirkstoffs in die Ae- rosolphase, so dass durch diese besonders bevorzugte
Ausführungs form gewährleistet werden kann, dass der Wirkstoff möglichst vollständig in das wässrige Aerosol überführt wird. Ebenso ist es möglich, dass die Vorrichtung sowohl einen hydrophoben Stoff als auch einen Verdampfungsbeschleuniger beinhaltet. Bevorzugte Verdampfungsbeschleuniger sind dabei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2-Oxosäuren, insbesondere Brenztrauben- säure. Um die Verdampfung z.B. von Nikotin mit einem
Siedepunkt von 360 °C oder Medikamenten bei deutlich niedrigeren Temperaturen zu begünstigen, werden Verdampfungsbeschleuniger eingesetzt. Es zeigt sich experimentell, dass eine kleine Gruppe von 2-Oxosäuren wie Brenztraubensäure den Übertritt von Nikotin in die Gasphase verbessern, während der weitaus größte Teil organischer als auch einiger anorganischer Säuren wie Phosphorsäure die Verdampfung sehr negativ beeinflussen. Die besten Ergebnisse wurden bisher mit Brenztraubensäure erzielt.
Der Grund für dieses Phänomen liegt in den mehr oder weniger starken Wechselwirkungen zwischen den organischen Säuren und dem basischen Nikotin und den daraus resultierenden Entropieeffekten bei der Verdampfung. Bei näherem Verständnis der Mechanismen lassen sich die hier in Frage kommenden Substanzklassen erweitern. Es zeigt sich, dass auch starke organische Säuren, die keine Carboxylgruppe enthalten sowie auch einige Heteroaromaten dafür einsetzbar sind.
Verdampfungsbeschleuniger können beispielsweise stö- chiometrisch bzw. leicht überstöchiometrisch zur Wirkstoffkomponente dosiert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Erzeugung Wirkstoff-beladener wässriger Aerosole, bei dem ein Adsorptionsmittel für Wasser, das Wasser unter Freisetzung von Adsorptionswärme adsorbiert, mit Wasser beaufschlagt wird, wobei ein Teil des Wassers von dem Adsorptionsmittel adsorbiert und ein weiterer Teil des Wassers durch die Adsorptionswärme verdampft wird, wobei mindestens ein Wirkstoff im Wasser gelöst, emulgiert oder suspendiert ist und/oder mit dem Adsorptionsmittel vermischt ist und/oder in einem separaten Substrat enthalten ist, das mit dem Wasserdampf beaufschlagt wird, wobei sich der Wirkstoff im Wasserdampf löst und so ein Aerosol gebildet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens werden nachfolgend beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders bevorzugt mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass Wasser aus dem Wasser-enthaltenden Kompartiment entnommen und dem das Adsorptionsmittel enthaltenden Kompartiment zugeführt wird. Dabei wird das Wasser von dem Adsorptionsmittel unter Wärmeerzeugung teilweise adsorbiert, wobei die Wärmeentwicklung bevorzugt so gesteuert wird, dass Temperaturen > 100 °C, weiter bevorzugt zwischen 100 und 200 °C, insbesondere zwischen 140 und 160 °C, erzielt werden. Dabei wird ein Teil des aufgegebenen Wassers in die Dampf- und/oder Aerosolphase überführt. Das erzeugte Aerosol wird dabei über den Auslass ausgeführt. Dies kann selbsttätig erfolgen, da bei Überführung von flüssig aufgegebenem Wasser in die Aerosolphase eine Volumenvergrößerung erfolgt, so dass das Aerosol aus dem Auslass ausgepresst wird. Der Wirkstoff kann dabei im Wasser enthalten sein, das in das Adsorptionsmittel enthaltenden Kompartiment aufgegebenen wird, beispielsweise in Form einer Lösung, Emulsion oder Dispersion. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass bereits das Adsorptionsmittel mit einem Wirkstoff beladen ist. Diese Beladung kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass vor Einbringen des Adsorptionsmittels in das oder die dafür vorgesehenen Kompar- timente das Adsorptionsmittel mit dem Wirkstoff vermischt wird, beispielsweise im Fall eines flüssigen Wirkstoffs durch Vermischen dieses flüssigen Wirkstoffs oder einer Lösung oder Emulsion oder Dispersion hiervon mit dem Adsorptionsmittel. Ebenso ist es möglich, dass im Fall von festen Wirkstoffen eine physikalische Vermischung des Adsorptionsmittels mit diesem festen Wirkstoff, beispielsweise in Form eines Pulvers, vor Einbringen des Adsorptionsmi els in das dafür vorgesehene Kompartiment erfolgt.
Zusätzlich oder alternativ ist es ebenso möglich, dass das Substrat - für den Fall, dass es von der
Vorrichtung umfasst ist - mit dem Wirkstoff beladen ist. Die Beladung des Substrates erfolgt dabei ebenso bevorzugt vor Einbringen des Substrates in die Vorrichtung.
Die Überführung des Wassers aus- dem dafür vorgesehenen Kompartiment in das Kompartiment oder die Kompartimente, die das Adsorptionsmittel enthalten, kann, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf beliebige Weise erfolgen. Für den besonders bevorzugten Fall, dass die Adsorptionsmittel-enthaltenden und Wasserenthaltenden Kompartimente in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind, ist es bevorzugt, wenn das Wasser-enthaltende Kompartiment mit einer Sollbruch- stelle und einem mechanischen Mittel zum Durchbrechen dieser Sollbruchstelle ausgestattet ist. Somit kann beispielsweise bei Ausüben eines Drucks auf das mechanische Mittel die Wandung dieses Wasserenthaltenden Kompartiments an der Sollbruchstelle durchbrochen werden und somit Wasser aus dem Kompartiment austreten. Somit ist eine in-situ-Aktivierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
Alternativ hierzu ist es ebenso möglich, dass das Wasser-enthaltende Kompartiment innerhalb der Adsorp- tionsmittel-enthaltenden Kompartimente oder Kompartiment angeordnet ist und eine Wandung aufweist, die bei Ausübung eines Drucks oder bei Zuführung externer Wärme mechanisch instabil wird und beispielsweise aufplatzt, durchbricht oder aufschmilzt, so dass Wasser aus dem Kompartiment austreten kann. Beispiels- weise kann die Wandung des Wasser-enthaltenden Kom- partiments aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet sein, das bei Erwärmen über den Schmelzbereich mechanisch instabil wird.
Eine weitere Alternative sieht vor, dass das Wasser aus dem hierfür vorgesehenen Kompartiment dosierbar in das Kompartiment für das Adsorptionsmittel überführt werden kann, so dass sowohl eine kontinuierli- che als auch dosierte Aufgabe von Wasser möglich ist.
Diese Dosierung kann z.B. mittels eines Ventils oder eines Hahns geschehen, das /der zwischen Wasserkompar- timent und Adsorptionsmittelkompartiment angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann somit über die Menge und die Art der Aufgabe des Wassers (kontinuierlich/diskontinuierlich) die Menge und Intensität des erzeugten Aerosolstroms gesteuert werden. Dies ist insbesondere bei Anwendung im Schmiermittelbereich von besonderem Vorteil.
Die Entnahme des Aerosols aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt in einer prinzipiellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens selbsttätig, d.h. bei einmaliger Aktivierung der Vorrichtung wird unter Druck stehendes Aerosol erzeugt, das über den Auslass ausströmt. Für den Fall, dass wie oben beschrieben ein perforiertes Rohr vorhanden ist, das das Aerosol aus dem Ort der Erzeugung ausführt, kann dieses Rohr besonders vorteilhaft mit einem Ventil ausgestattet sein, das die Aerosol-Entnahme regelt, so dass das Aerosol nur bei Bedarf entnommen werden kann. Das Ventil ist dabei bevorzugt derart ausgestaltet, dass es bei Erzeugung eines Luftstroms durch die erfindungsgemäße Vorrichtung öffnet und sich selbsttätig nach Ablassen dieses Luftstromes bei Entnahme wieder schließt. Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungen sowie der beigefügten Figuren näher erläutert, ohne die Erfindung jedoch auf die dort dargestellten bevorzugten Ausführungsformen zu beschränken.
Dabei zeigt Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 einen Querschnitt durch die in Figur 1 perspektivisch dargestellte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 einen Detailausschnitt aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der das Wasser-enthal- tende Kompartiment darstellt, sowie
Figur 4 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer und in Schnittdarstellung. Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben dabei folgende Bedeutung:
1 Vorrichtung
2 Kompartiment für Adsorptionsmittel
2' Kompartiment für Adsorptionsmittel
2a Einlass
3 Kompartiment für Wasser
4 wassersaugendes Vlies
5 perforiertes Rohr
6 Platte
7 Auslass 8 Filter
9 Zwischenraum
10 Sollbruchstelle
11 Dorn
IIa Stanz-Röhrchen
12 Isolierung
13 Substrat
13a Öffnung
14 Ummantelung
15 Bypass
15a Einlass
15b Auslass
16 Ventil
17 Düse
18 Hebel
19 Abstandshalter
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Wirkstoff-beladenen wässrigen Aerosolen gemäß der vorliegenden Erfindung, die gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform als Inhalator, beispielsweise als rauchfreie Zigarette, ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 ist dabei zylinderförmig und von einer Ummantelung 14 begrenzt. Die Ummantelung 14 ist über die gesamte Länge des Zylinders durchgängig ausgebildet. Die Vorrichtung umfasst ein (erstes) Kompartiment 2, das ein Adsorptionsmittel, beispielsweise einen Zeolith, beinhaltet. Dieses Kompartiment 2 ist in Figur 1 links dargestellt und durch eine Platte 6 begrenzt, die für das Aerosol bzw. Wasserdämpfe und/oder Wasser undurchlässig ist. Das Kompartiment 2 ist auf der rechten Seite durch ein wassersaugendes Vlies 4 begrenzt; diese Stelle stellt den Wassereinlass 2a für das Kompartiment 2 dar. In das Kompartiment 2 ragt ein perforiertes Rohr 5 hinein, wobei die Perforierungen als gepunktete Stellen in Figur 1 dargestellt sind. Das Rohr 5 kann, wie in Figur 1 dargestellt, durch einen Abstandshal- ter 19 im Kompartiment 2 zentriert und fixiert sein. Das Rohr 5 ist durch die Platte 6 durchgeführt und garantiert somit die fluidische Kommunikation des
Kompartiments 2 über die Perforierungen mit dem links vom Kompartiment 2 angeordneten Zwischenraum 9. Links vom Zwischenraum 9 kann ein Filter 8 angeordnet sein, über den das erzeugte Aerosol am Auslass 7 austritt. Im in Figur 1 dargestellten Fall kann der Filter 8 mit zugehörigem Auslass 7 das Mundstück darstellen, ebenso ist es jedoch möglich, dass ein weiteres sepa¬ rates Mundstück am Auslass 7 angebracht ist. In Figur 1 rechts dargestellt ist neben dem wassersaugenden Vlies ein Wasser-beinhaltendes Kompartiment 3 angeordnet. Dieses Kompartiment 3 weist eine Wandung auf, die an den Vliesstoff 4 angrenzt. Diese Wandung weist wie in Figur 1 dargestellt eine Mehrzahl von Sollbruchstellen 10 auf, über die jeweils ein Dorn 11 an- geordnet ist, mit dem die Sollbruchstelle 10 durchbrochen werden kann. Die Vorrichtung 1 wird durch Druck auf die Dorne 11 aktiviert, wobei die Dorne 11 die Sollbruchstellen 10 durchstoßen. Beim Durchstoßen gelangt Wasser aus dem Kompartiment 3 auf den wasser- saugenden Vliesstoff 4, so dass durch Kapillarkräfte eine Entleerung des Kompartiments 3 erfolgt, indem Wasser vom Vliesstoff 4 aufgesaugt wird. Der Vliesstoff 4 gibt dabei das aufgesaugte Wasser an das Kompartiment 2 ab, das das Adsorptionsmittel, beispiels- weise Zeolithe, enthält. Dabei beginnen die Zeolithe,
Wasser unter Wärmeentwicklung zu adsorbieren, d.h. einzulagern, so dass eine Wasserdampfentwicklung von Aerosolen einsetzt. Die Aerosole füllen nach und nach den gesamten Raum des mit Adsorptionsmittel gefüllten Kompartiments 2 und treten durch die Perforierungen des Rohres 5 hindurch. Durch den entstehenden Über- druck bei der Aerosol-Bildung werden die entstandenen Aerosole über den Zwischenraum 9 auch durch das Filter 8 herausgedrückt und treten schließlich über den Auslass 7 aus. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Wirkstoff, beispielsweise Nikotin, in der Vorrichtung enthalten ist. Dieser Wirkstoff kann beispielsweise im Wasser des Kompartiments 3 gelöst, emulgiert oder dispergiert vorliegen. Ebenso ist es möglich, dass der Wirkstoff vermischt mit den in Kom- partiment 2 enthaltenden Adsorptionsmitteln vorliegt.
Weiter ist es möglich, dass ein weiteres Adsorptions¬ mittel 2* in der Vorrichtung 1 enthalten ist, das beispielsweise wie in Figur 1 dargestellt, zwischen Abstandshalter 19 und Vliesstoff 4 angeordnet sein kann. In diesem Fall ist lediglich das Kompartiment 2 mit Adsorptionsmitteln gefüllt, die Wirkstoff-beladen sind, d.h. mit Wirkstoff vermischt sind, während das Adsorptionsmittel, das im Kompartiment 2 enthalten ist, frei von Wirkstoff ist. Diese Ausführung bedingt eine vornehmliche Aerosol-Entwicklung im Kompartiment
2 , die Beladung des Aerosols mit Wirkstoff erfolgt dann erst im Kompartiment 2. Beispielsweise im Fall von Nikotin als Wirkstoff kann dieses im Kompartiment 2 vorliegen.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die in Figur 1 perspektivisch dargestellte Vorrichtung, wobei insbesondere die Durchführung des Rohres 5 durch die Platte 6 näher dargestellt ist. Ebenso ersichtlich ist, dass im Kompartiment 3 eine Öffnung vorhanden ist, um eventuell entstehenden Überdruck in der Vorrichtung 1 bei Aktivierung ausgleichen zu können. In Figur 2 ist ebenso die beispielhafte Dimensionierung der Vorrichtung 1 dargestellt, beispielsweise kann die Länge der Vorrichtung 1 100 mm betragen und 10 mm im Durchmes¬ ser. Das Kompartiment 3 ist beispielsweise 15 mm, be- ginnend von der rechten Seite der Vorrichtung 1, lang, während das Rohr 5 zur Abführung der Aerosole beispielsweise 65 mm lang sein kann. Das Kompartiment 2 kann beispielsweise bis zu 75 mm der gesamten Länge der Vorrichtung 1 in Anspruch nehmen.
Figur 3 zeigt eine Detaildarstellung des Wasserenthaltenden Kompartiments 3. Figur 3 zeigt ferner ein Stanz-Röhrchen IIa als weiteres mechanisches Ele- ment zum Durchbrechen der jeweiligen Sollbruchstel¬ len.
Die autonome Energieversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen beruht auf dem Prinzip der Freisetzung von Adsorptionswärme durch Zugabe von Wasser auf beispielsweise zeolithe bei gleichzeitiger Desorption eines gasförmigen
Treibmittels. Es eignen sich insbesondere Zeolithe des Typs 3A, 4A, 5A und 13X, die bei der Herstellung des Aerosolgeräts 1 entsprechend der erwünschten Eigenschaften speziell präpariert werden. Vorgezogen wird der Typ 4A, da sich daran relativ große Mengen an Stickstoff adsorbieren lassen. Bei Initiierung des Gerätes wird dieser vom Zeolithen desorbiert und kann unterstützend als Treibmittel für das entstehende Aerosol fungieren. Große Moleküle wie Nikotin werden durch das Zeolithmaterial auf Grund der geringen Maschenweite der ausgewählten Typen nicht adsorbiert. Bei Initiierung des Inhalators 1 z.B. durch Perforierung des Wasserbehälters 3, verteilt sich Wasser in dem anliegenden Flies 4 und gelangt in den mit
Zeolith gefüllten Raum. Der Zeolith adsorbiert das Wasser wodurch Wärme freigesetzt wird. Es entstehen unmittelbar auf den Zeolithpartikeln Temperaturen von mehr als 150°C. Dabei verdampft überschüssiges Was- ser. Durch den beim Inhalieren entstehenden Luftstrom erreicht die Feuchtigkeitsfront in kurzer Zeit alle Zeolithpartikel . Der Wirkstoff bzw. ein Teil des Wirkstoffs kann sich in Zeolithpartikeln, die als poröses Trägermaterial fungieren befinden. Diese beladenen Zeolithpartikel befinden sich in der Zeolithfüllung zwischen
unbeladenen Zeolithen. Durch den Aufheizprozess , un- terstützt durch freiwerdenden Stichstoff, gelangt Nikotin analog einer Wasserdampfdestillation zusammen mit den übrigen Einsatzkomponenten als Aerosol in den Gasräum. Dieses Aerosol wird mit Hilfe des Luftstroms beim inhalieren direkt in Richtung des perforierten Innenrohrs 5 transportiert. Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass das Aerosol nur einen sehr kurzen Weg durch die Zeolithschicht nimmt. Dadurch wird ver- hindert, dass ein großer Anteil an Aerosoltröpfchen sich an dem sehr porösen Zeolithmaterial wieder niederschlägt .
Der Inhalator ist somit prinzipiell wie folgt aufgebaut.
Die Vorrichtung 1 besteht aus einem ca. 10 bis 12 cm langen Außenrohr 14 mit ca. 8 mm bis 12 mm Durchmesser, das aus einem sehr gut wärmeisolierenden Materi- al 12 besteht.
Im Inneren unterteilt sich die Apparatur 1 in drei Teile:
1) Dem Wasserbehälter 3 am Ende der Zigarette mit einem Füllvolumen von 0,4 bis 0,5 ml und einer integrierten Startvorrichtung 1. 2) Der Zeolithfüllung von etwa 5 bis 7 cm3
Füllvolumen im Mittelteil 2.
3) im vorderen Teil unmittelbar am Mundstück
befindet sich ein Leerraum (9) , der als Puffer für das entstandene Aerosol fungiert.
Der Wasserbehälter 3 kann leicht unter mechanischer Spannung stehen, z.B. mit Hilfe einer kleinen Feder, sodass eine fast vollständige Entleerung während des Betriebs gewährleistet ist. Die am Wasserbehälter angebrachte Startvorrichtung 11 bzw. IIa wird durch Zerstören einer Sollbruchstelle 10 initiiert. Wird durch einen Mechanismus, beispielsweise einen Dorn 11, die mit Wasser gefüllte Kammer 3 am Ende der Zigarette 1 geöffnet, strömt Wasser in das Wasser saugende Flies 4, das unmittelbar in Verbindung mit der Zeolithfüllung 2 steht.
Der Zeolith adsorbiert Wasser und die dadurch frei werdende Adsorptionswärme reicht aus, um Wasserdampf zu produzieren. Inhaliert der Raucher über die Zigarette, wandert der an der Spitze produzierte Wasserdampf durch die Zeolithfüllung und bewirkt im Zigarettenkörper einen Temperaturanstieg auf ca. 150 °C. Trotz des höheren Siedepunkts von Nikotin (ca. 270 °C) befinden sich dann relevante Mengen an Nikotinhaltigem Aerosol in der Gasphase. Das perforierte Innenrohr 5 dient zum schnellen Abtransport des Aerosols zum Mundstück 7,
Die zuvor gemachten funktionellen Ausführungen gelten auch für die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform.
In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt (in Fig. 4a perspektivisch, in Fig. 4b im Schnitt) . Diese Vorrichtung 1 ist dabei ebenso zylinderförmig ausgebildet und von einer Ummantelung 14, die über die komplette Länge des Zylinders ausgebildet ist, begrenzt. Ebenso wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, weist die Vorrichtung 1 ein Kompartiment
2 zur Bevorratung eines Adsorptionsmittels, beispielsweise eines Zeoliths, auf, das auf der rechten Seite durch ein wassersaugendes Vlies begrenzt ist, woran sich ein Kompartiment 3 zur Bevorratung des Wassers anschließt. Dabei kann das Kompartiment 3 wie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ausgebildet sein. Zusätzlich weist die Vorrichtung 1 gemäß Figur 4 ein Substrat 13 auf, das beispielsweise aus Cellu- lose gebildet sein kann. Dieses Substrat 13 ist dabei mit Wirkstoff beladen. Das Kompartiment 2 und das
Substrat 13 sind dabei gegenüber dem Zwischenraum 9 durch eine dampf- und aerosoldichte Platte 6 abgedichtet, wobei ein perforiertes Rohr 5 durch diese Platte hindurch geführt ist und in das Substrat 13 hineinragt. Gemäß dem bereits in den vorhergehenden
Figuren erläuterten Prinzip erfolgt die Aktivierung der Vorrichtung 1 durch Aufgabe des aus dem Kompartiment 3 stammenden Wassers durch den Vliesstoff 4 über den Einlass 2a in das Kompartiment 2, wobei eine Ver- dampfung und Aerosol-Bildung des Wassers stattfindet.
Das Wasser-Aerosol kann über die Öffnung 13a in das Substrat 13 eindringen und dort den Wirkstoff aufnehmen. Das Wirkstoff-beladene wässrige Aerosol wird somit durch die Perforierungen im Rohr 5 aus dem Kom- partiment 2 bzw. dem Substrat 13 in den Zwischenraum
9 ausgeleitet. Das Rohr 5 ragt dabei in den Zwischenraum 9 hinein und weist am Ende eine Düse 17 auf. Zusätzlich ist ein Ventil 16 am Rohr 5 ausgebildet, das zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stel- lung geschaltet werden kann, so dass nur bei geöffne¬ ter Stellung des Ventils Aerosol in den Zwischenraum 9 und somit über das Filter 8 schließlich zum Auslass 7 der Vorrichtung 1 gelangen kann. Die Vorrichtung 1 gemäß Figur 4 umfasst ferner eine Isolierschicht 12, die zwischen Ummantelung 14 und dem Kompartiment 2, dem Kompartiment 3 und dem Vliesstoff 4 ausgebildet ist. Die Isolierung 12 verhindert, dass entstehende Hitze an die außen liegende Oberfläche der Ummantelung 14 geleitet wird und sich ein Benutzer an der Vorrichtung 1 bei Aktivierung verbrennen kann. Zusätzlich ist ein Bypass 15 durch die Isolierschicht 12 durchgeführt und steht über eine Öffnung 15a mit der Umgebung der Vorrichtung 1 in fluidischer Kommunikation. Zudem weist das Ventil 16 ein Betätigungselement 18, beispielsweise einen Hebel oder eine Feder, auf, über das das Ventil 16 geöffnet werden kann. Für den Fall, dass ein Benutzer Aerosol entnimmt, beispielsweise dadurch, dass durch Ziehen am Auslass 7 (z.B. mit dem Mund) ein Unterdruck erzeugt wird, strömt Luft von der Öffnung 15a durch den Bypass 15 und strömt durch den Auslass 15b des Bypasses hindurch. Der Luftstrom wirkt auf den Hebel 18 des Ventils 16, wodurch der Hebel 18 ausgelenkt und das Ventil 16 geöffnet wird. Bei Öffnen des Ventils strömt das Aerosol durch das Rohr 5 über die Düse 17 aus und vermischt sich mit dem im Zwischenraum 9 befindlichen Luftvolumen. Durch Ziehen am Auslass 7
(Erzeugung von Unterdruck) kann somit das Aerosol entnommen werden. Durch das Ventil 16 ist somit eine Steuerung der Aerosol-Entnahme lediglich bei Bedarf möglich, so dass eine gezielte Dosierung des Wirkstoff-beladenen Aerosols möglich ist.

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung (1) zur Erzeugung Wirkstoff-bela- dener wässriger Aerosole, umfassend
a) mindestens ein Kompartiment (2) zur Bevorratung eines Adsorptionsmittels für Wasser, das Wasser unter Freisetzung von Adsorptionswärme adsorbiert, wobei bedingt durch die freigesetzte Adsorptions ärme ein Teil des Wassers in die Gasphase überführt wird,
b) mindestens ein Kompartiment (3) zur Bevorratung von Wasser, das derart ausgestaltet ist, dass bei Aktivierung der Vorrichtung (1) Wasser in das mindestens eine Kompartiment (2) zur Bevorratung des Adsorptionsmittels überführbar ist,
c) mindestens einen Wirkstoff, der in dem im
Kompartiment (3) enthaltenen Wasser gelöst, emulgiert oder suspendiert und/oder mit dem im Kompartiment (2) enthaltenen Adsorptionsmittel vermischt und/oder auf einem separaten Substrat (13) oder einem Bevorratungsgefäß, das zwischen Kompartiment (2) und einem Ausläse (7) angeordnet ist, aufgebracht bzw. enthalten ist, sowie
d) mindestens einen Auslass (7) für das erzeugte Aerosol, der mit dem mindestens einen Kompartiment {2) und/oder dem Substrat (13) oder dem Bevorratungsgefäß in fluidischer Verbindung steht. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompartiment (2) und/oder das Substrat (13) mindestens ein in sein Inneres hineinragendes und aus dem Kompartiment (2) bzw. dem Substrat (13) herausführendes Rohr (5) um- fasst, dessen Wandung zumindest in dem in das Kompartiment (2) bzw. in das Substrat (13) oder das Bevorratungsgefäß hineinragenden Teil Perforierungen aufweist.
Vorrichtung (1) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompartiment (2) und/oder das Substrat (13) durch eine für Wasser, Wasserdampf und/oder Aerosole undurchlässige Platte (6) begrenzt ist, durch die das Rohr (5) durchgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (5) mindestens ein Ventil (16) zur Regulierung des Aerosolstroms aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Auslass (7) und Kompartiment (2) und/oder dem Substrat (13) oder dem Bevorratungsgefäß mindestens ein Filter (8) und/oder ein Zwischenraum (9) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
a) das Kompartiment (2) einen Einlassbereich
(2a) für aus dem Kompartiment (3) stammendes Wasser aufweist und das Kompartiment (3) am Einlassbereich (2a) angeordnet ist, wobei bevorzugt das Kompartiment (2) und das Kompartiment (3) durch eine Schicht (4) eines porö- sen Materials, insbesondere eine Schicht eines Fließstoffes voneinander getrennt sind und/oder
b) das Kompartiment (3) innerhalb des Komparti- ments (2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompartiment (3)
a) eine Wandung mit mindestens einer Sollbruchstelle (10) sowie mindestens ein mechanisches Mittel (11) zum Durchbrechen der Wandung zumindest im Bereich der mindestens einen Sollbruchstelle (10) aufweist und/oder
b) unter mechanischer Spannung steht.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kompartiment (2) und dem Kompartiment (3) ein mindestens ein weiteres Kompartiment (2l) angeordnet ist, wobei das Kompartiment (2) mit Wirkstoff vermischtes Adsorptionsmittel und das weitere Kompartiment (21) Wirkstoff-freies Adsorptionsmittel enthält.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompartiment (2) und/oder das weitere Kompartiment (21) segmentiert sind, bevorzugt durch eine Kunststofffolie, die insbesondere bei Temperaturen zwischen 60 °C und 250 °C aufschmelzen oder schrumpfen kann.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Ummantelung (14), die das Kompartiment (2), das Kompartiment (3) sowie die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Bestand teile einschließt.
Vorrichtung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (14) a) innenseitig zumindest an Stellen eine Isolie¬ rung (12) aufweist, in die die Kompartimente (2, 3) sowie gegebenenfalls vorhandenen weiteren Bestandteile eingebettet sind und/oder b) einen Bypass (15) zur Führung eines Frisch- luftstromes vorbei an den Kompartimenten (2, 3) sowie gegebenenfalls vorhandenen weiteren Bestandteilen
aufweist .
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silicagel, Aluminiumoxid, Tonen und/oder Zeolithen, insbesondere Zeolith 3A, Zeolith 4A, Zeolith 5A, Zeolith 13X sowie Mischungen und Kombinationen hieraus.
Vorrichtung (1) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeolithe zumindest teilweise oder vollständig mit einem Inertgas, bevorzugt Stickstoff, beladen sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
a) pharmakologisch wirksamen Substanzen, insbesondere Medikamenten und/oder Nikotin, b) Geschmacksstoffen, Duftstoffen und/oder
Aromastoffen, c) Schmierstoffen sowie
d) Mischungen oder Kombinationen hieraus.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kom- partiment (2) und/oder das Kompartiment (2') und/oder das Kompartiment (3) und/oder das Substrat (13) oder das Bevorratungsgefäß zusätzlich a) mindestens einen hydrophoben Stoff, insbesondere einen hydrophoben Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Paraffinölen, Terpe- nen, Terpenoiden, AIkancarbonsSuren, Alkan- carbonsäureesteren, organischen Estern, Fettalkoholen, Siloxanen und/oder Mischungen oder Kombinationen hieraus,
b) einen Verdampfungsbeschleuniger, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2- Oxosäuren, insbesondere Brenzt aubensäure sowie
c) Kombinationen oder Mischungen hieraus, enthält.
Verfahren zur Erzeugung Wirkstoff-beladener wässriger Aerosole, bei dem ein Adsorptionsmittel für Wasser, das Wasser unter Freisetzung von Adsorptionswärme adsorbiert, mit Wasser beaufschlagt wird, wobei ein Teil des Wassers von dem Adsorptionsmittel adsorbiert und ein weiterer Teil des Wassers durch die Adsorptionswärme verdampft wird, wobei mindestens ein Wirkstoff im Wasser gelöst, emulgiert oder suspendiert ist und/oder mit dem Adsorptionsmittel vermischt ist und/oder in einem separaten Substrat enthalten ist, das mit dem Wasserdampf beaufschlagt wird, wobei sich der Wirkstoff im Wasserdampf löst und so ein Aerosol gebildet wird.
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