DE3627222A1 - Ultraschall-taschenzerstaeubergeraet - Google Patents

Ultraschall-taschenzerstaeubergeraet

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DE3627222A1
DE3627222A1 DE19863627222 DE3627222A DE3627222A1 DE 3627222 A1 DE3627222 A1 DE 3627222A1 DE 19863627222 DE19863627222 DE 19863627222 DE 3627222 A DE3627222 A DE 3627222A DE 3627222 A1 DE3627222 A1 DE 3627222A1
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ultrasonic
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ultrasonic pocket
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Klaus Van Der Linden
Martin Ruettel
Juergen Friedrich
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0623—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers coupled with a vibrating horn

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Taschenzerstäu­ bergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.
Bei der Verabreichung von Arzneimitteln ist es vielfach wünschenswert, die Wirkstoffe zu inhalieren. Dies gilt vor allem für die Behandlung der Atemwege. Am Markt sind Sprüh- und Spritzpistolen und mechanische Hand­ verneblergeräte, die von Hand zu betätigen sind. Sie erzeugen keine besonders feinen Verteilungen, keine homogenen Gemische und sie erfordern einen hohen Kraft­ aufwand. Ein Nachteil bei der Applikation mittels der bekannten Aerosolsprühdosen (Dosieraerosolen) liegt insbesondere im auftretenden Kältereiz und in den schädlichen Nebenwirkungen der Treibgase und in der sehr hohen Geschwindigkeit des Aerosols und der damit schwierigen Koordination zwischen der Betätigung der Sprühdose und dem Inhalieren. Dies gilt vor allem bei einem Einsatz für die Behandlung der Atemwege.
Ferner sind zur Zerstäubung von Flüssigkeiten Ultra­ schallgeräte bekannt. Aus der DE-PS 20 32 433 sind Geräte mit einem piezoelektrischen Schwingsystem be­ kannt, mit dem sich große Schwingungsamplituden unter Aufwand von vergleichsweise geringer elektrischer Energie erreichen lassen. Mit solchen Zerstäuber­ geräten soll eine Erzeugung sehr feiner Tröpfchen mit relativ homogener Verteilung der Tröpfchengröße möglich sein. Der Einsatz solcher piezoelektrischer Schwing­ systeme bei Verwendung einer elektronischen Schaltung und Ausführung als Handgerät ist aus der DE-PS 22 39 950 bekanntgeworden.
Aus der DE-AS 25 37 765 sind auch medizinische Inhala­ tionsgeräte zur Behandlung von Krankheiten der Atmungs­ wege mit einem piezoelektrischen Schwingsystem bekannt mit einem flüssigkeitsdichten Schutzgehäuse, in das der Schallüberträger mittels eines Halteringes, der im Bereich einer Schwingungsknotenlinie am Schallüberträ­ ger angeordnet ist und eine Niederspannungsanregungs­ elektronik.
Für die Behandlung der Atemwege genügen die zur Zeit bekannten Ultraschallgeräte aber noch nicht den Forde­ rungen an Abmessungen, Gewicht, Energiebedarf und Tröpfengrößenspektrum sowie an genauen Arzneimittel­ dosierungen.
Die zur Zeit verwendeten Dosieraerosole arbeiten mit Treibgas, was nicht erwünscht ist. Es sind auch Inhala­ toren bekannt, bei denen mit Arzneimittelpulver ge­ füllte Kapseln verwendet werden und deren Pulver über einen Lufttransportstrom ausgestoßen wird. Diese Inha­ latoren können jedoch nicht mit mehreren Einzeldosen gefüllt werden. Ein weiterer Nachteil der mit Treibgas arbeitenden Dosieraerosole ist, daß durch die hohe Arzneimittelpartikelgeschwindigkeit ein gewisser Anteil nicht in die Lunge, sondern beispielsweise in die Speiseröhre gelangt.
Die mechanischen Handvernebler haben insbesondere den Nachteil, daß ein hoher Kraftaufwand für die Betätigung des Pumpballes erforderlich ist und der Zusatz von Konservierungsstoffen zum Arzneimittel.
Aufgabe der Erfindung ist es, für die Inhalation von Wirkstoffen ein Gerät zu schaffen, das die Erzeugung eines schwebfähigen Aerosols ermöglicht, bei dem mindestens 50% der erzeugten Tröpfchen des Aerosols einen Durchmesser von 20 µm besitzen und der Haupt­ anteil der Tröpfchen einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 5 µm hat. Die Nutzung der Wirkstoffe muß auch noch im Trancheobronchialbaum möglich sein. Die Applikation des zu zerstäubenden Mittels muß ohne Treibgas und mit genauer Dosierung möglich sein. Ein Kältereiz darf bei der Applikation nicht auftreten. Wie bereits erwähnt, soll das Aerosol schwebfähig sein und möglichst keine Eigengeschwindigkeit besitzen.
Diese Aufgabe wird durch ein Ultraschall-Taschenzer­ stäubergerät gelöst, das entsprechend dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 ausgebildet ist.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein Ultraschall-Taschenzerstäubergerät gemäß der Er­ findung ermöglicht eine geräuscharme Applikation von Stoffen ohne Kältereiz und ohne Anwendung eines Treib­ gases. Die Dosierung des zu zerstäubenden Stoffes kann vor der Zerstäubung mit einer Genauigkeit von über 95% erfolgen, was insbesondere bei Arzneimitteln sehr wich­ tig ist. Es wird ein schwebfähiges Aerosol erzeugt, bei dem mindestens 50% der erzeugten Tröpfchen des Aero­ sols einen Durchmesser < 20 µm besitzen und eine Nutzung der Wirkstoffe im Trancheobronchialbaum möglich ist. Schließlich ist das erfindungsgemäße Gerät, das lageunabhängig betrieben werden kann, leicht, sehr handlich und leicht in der Handtasche oder in der Bekleidung unterzubringen und mitzuführen. Die Auffül­ lung mit dem zu zerstäubenden Mittel erfolgt durch einfaches Auswechseln von Kartuschen. Der im Geräte­ unterteil integrierte Akkusatz ist herausnehmbar und wieder aufladbar. Der Batteriebetrieb ist möglich und einfach.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben, wobei Fig. 2 ein Längs­ schnitt von Fig. 1 ist.
Ein Ultraschall-Taschenzerstäubergerät gemäß der Er­ findung besteht aus einem piezoelektrischen Schwing­ system 1 mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 1 bis 5 MHz, das flüssigkeitsdicht in das Gehäuseunter­ teil 13 des Kunststoffgehäuses eingebaut ist. Geeignete Kunststoffe hierfür sind beispielsweise Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymere (ABS). Die Dichtheit wird erreicht durch Eingießen des Schwingsystems 1 in die Halterung 2 oder aber durch Abdichtung mit O-Ringen 28. Eine besonders geeignete Vergußmasse ist Silikon­ kautschuk.
Das Schwingsystem 1 wird durch eine Elektronikschaltung 3 zu Ultraschallschwingungen im MHz-Bereich angeregt und zerstäubt das durch die Kartusche 4 auf das Schwingsystem 1 aufgebrachte Arzneimittel 5. Die Elektronikschaltung wird über den wiederaufladbaren Akkusatz 6 mit elektrischer Energie versorgt. Durch eine zusätzliche parallele Herausführung der Kontakte 7 nach außen kann das Gerät mit dem integrierten Akku nachgeladen werden. Durch eine Schiebevorrichtung 8 ist der Akkusatz herausnehmbar austauschbar und auch ohne das Gerät nachladbar.
Die mit Arzneimittelflüssigkeit gefüllte Dosierkar­ tusche 4 ist in dem Gehäuseoberteil 9 bewegbar gela­ gert. Durch Druck auf den Knopf 10 bewegt sich die Kartusche zum Schwinger. Gleichzeitig schließt ein an der Kartusche angebrachter Magnet 11 einen am Unter­ teil 13 des Gerätes angebrachten Schalter 12. Durch den Magnetschalter 11, 12 ist es möglich, das Gehäuseunter­ teil 13 flüssigkeitsdicht zum Gehäuseoberteil 9 abzu­ schließen.
Durch Schließen des Schalters wird die Elektronik akti­ viert und nach einer elektronisch vorgegebenen Zeit­ spanne wird der Ultraschallzerstäuber mit Energie ver­ sorgt.
Die Zeitspanne ist so bemessen, daß ausreichend Zeit verbleibt zwischen dem Betätigen des Magnetschalters und dem Zerstäubungsbeginn. Nach dem Schließen des Magnetschalters wird die Kartusche weiter nach vorne, d.h. in Richtung Schwingsystem, bewegt und stößt schließlich mit dem verdickten Teil des Körpers gegen eine Wand 14. Da der mechanische Widerstand der Kunst­ stofffeder 15 geringer ist als der in der Kartusche integrierten Feder 21, wird die Kartusche durch den weiter auf ihr lastenden Druck durch den Bedienenden erst jetzt etwas zusammengedrückt und eine genau do­ sierte Arzneimittelmenge 5 wird abgegeben. Durch Ent­ lastung der Kartusche fährt sie in ihre Ausgangsposi­ tion wieder zurück. Die an der Kartuschenspitze abge­ gebene Arzneimittelmenge wird beim Zurückgehen in die Ausgangsposition an dem Zerstäuberteller 24 abgestreift und nach dem Abstreifen zerstäubt.
Das Aerosol kann in dem Ansaugstutzen 17 gespeichert werden und wird durch den Benutzer eingeatmet.
Die in der Wand 18 vorhandenen Öffnungen sind so bemes­ sen, daß in dem Ansaugstutzen während des Einatmungs­ vorgangs ausreichend Luft nachgeführt werden kann.
Mit der speziellen Kontur des Ansaugstutzens 19 ist es möglich, daß der Mund des Benutzers den Ansaug­ stutzen gut umschließen kann. Dabei kann der Stutzen an einer Kante des Gehäuses bündig abschließen und die Geräteabmessungen können gering gehalten werden.
Aus hygienischen Gründen soll der Ansaugstutzen nach dem Inhalationsvorgang wieder verschlossen werden. Für das Verschließen des Ansaugstutzens ist ein Deckel 20 vorgesehen, der unverlierbar über ein Kunststoff-Film- Scharnier 22 an dem Geräteoberteil befestigt ist.
Da das Gehäuseoberteil 9 leicht entfernbar und kostengünstig herstellbar ist, kann es nach dem Ent­ leeren der mit Arzneimittel gefüllten Kartusche 4 ver­ worfen werden. Es ist eine sehr hygienische Lösung.
Für den Benutzer ist es wichtig, die noch in der Kartu­ sche befindliche Arzneimittelmenge zu kennen. Dafür ist an dem Oberteil ein durchsichtiges Fenster 23 aus Kunststoff integriert, das die noch vorhandene Flüssig­ keitsmenge zeigt. Es ermöglicht den Füllstand des Arzneimittels in der Kartusche zu beobachten.
Da der für das Zerstäuben erforderliche Energievorrat in den Akkus nicht mit der Anzahl der Arzneimitteldosen in der Kartusche übereinstimmt, zeigt ein elektri­ sches Signal 25 den Ladezustand des Akkus an. Geeignet ist z.B. eine Leuchtdiode.
Leuchtet beim Betätigen des Gerätes diese Diode erst­ malig nicht mehr, wird dem Benutzer angezeigt, daß der Akkusatz bald nachgeladen werden muß. Der Energieinhalt des Akkus ist jedenfalls noch so hoch, daß noch einige weitere Inhalationsvorgängen möglich sind. Dieses ist erforderlich, da gegebenenfalls der Akku nicht sofort nachgeladen werden kann und trotzdem der Bedarf für eine Inhalation besteht.
Die äußeren Konturen des Gerätes 26 sind abgerundet, damit dem Benutzer zwangsläufig ein entsprechender Ort vorgegeben wird, an dem das Gerät abgestellt werden kann. Dieser Aufbewahrungsbehälter kann beispielsweise so ausgeführt werden, daß beim Aufbewahren gleichzeitig der Akku nachgeladen wird.
Da die integrierten Kontakte asymmetrisch bezüglich der Geräteunterseite angeordnet sind, kann sogar eine be­ stimmte Lage im Aufbewahrungsbehälter vorgegeben werden.
Das Gehäuseoberteil 9 ist mit dem Gehäuseunterteil 13 durch eine Schnapp-Rastverbindung 16 leicht trennbar verbunden.
Das Gerät kann auch so ausgeführt werden, daß bei­ spielsweise der Magnetschalter 11, 12 erst beim An­ stoßen des verdickten Teils der Kartusche gegen die Wand auslöst.
Geräte gemäß der Erfindung werden mit besonderem Vor­ teil für medizinische Applikationen insbesondere bei Asthmatikern eingesetzt. Eine Anwendung als Raum- und Körperspraygerät ist aber ebenfalls möglich, sowie als Luftbefeuchter.

Claims (13)

1. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät, insbesondere zum Zerstäuben von Arzneimitteln für Inhalationszwecke mit einem mit einer elektrischen Stromquelle verbundenen piezoelektrischen Schwingsystem, einer Zuführung zum piezoelektrischen Schwingsystem, einem Vorratsbehälter mit Dosiervorrichtung und Zuführungen für die zu zer­ stäubende Flüssigkeit, die in einem Schutzgehäuse an­ geordnet sind, gekennzeichnet durch ein im Gehäuseunterteil (13) flüssigkeitsdicht einge­ brachtes piezoelektrisches Schwingsystem (1) mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 1 bis 5 MHz, das durch eine Elektronikschaltung (3) zu Ultraschallschwingungen im Bereich vom 1-5 MHz angeregt wird und einer mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit (5) gefüllten, in dem Gehäuseoberteil (9) bewegbar gelagerten Kartusche (4), die sich in Richtung zum Schwinger bewegt und einen Magneten (11) aufweist, der einen Schalter (12) am Gehäuseunterteil (13) betätigt und daß im Geräteunter­ teil (13) ein herausnehmbarer und wieder aufladbarer Akkusatz (6) integriert ist.
2. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseoberteil (9) mit dem Gehäuseunterteil (13) durch einen Schnapp-Rastverschluß (16) verbunden ist.
3. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Schwingsystem (1) mit Silikon­ kautschuk in die Halterung (2) eingegossen ist.
4. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Schwingsystem (1) in einer spritzgegossenen Halterung (2) aus elastischem Kunst­ stoff angeordnet ist.
5. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Schwingsystem (1) mit O-Ringen (28) abgedichtet ist.
6. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schwingsystem ge­ mäß Patentanmeldung P 36 16 713.4 (VPA 86 P 3 180 DE) verwendet ist.
7. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kartusche (4) durch Druck auf den Knopf (10) bewegbar ist.
8. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kartusche (4) ein Ventil gemäß Patentanmeldung P 36 08 621.5 (VPA 86 P 3 088 DE) aufweist.
9. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach Patentan­ spruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuseoberteil (9) ein durchsichtiges Fenster (23) aufweist.
10. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der wiederaufladbare, aus dem Geräteunterteil (13) herausnehmbare Akku (6), des­ sen Ladezustand ein elektronisches Signal anzeigt, mit einer Elektronikschaltung (3) verbunden ist.
11. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät, nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 10, gekenn­ zeichnet durch einen Erregerkreis für das Schwingsystem gemäß Patentanmeldung P 36 25 461.4 (VPA 86 P 3 253 DE).
12. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronisches Signal eine Leuchtdiode (25) dient.
13. Ultraschall-Taschenzerstäubergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronisches Signal ein akkustisches Signal dient.
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