УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТРАНАЗАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ
INTRANASAL ADMINISTRATION DEVICE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА HA РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Настоящая заявка заявляет приоритет по более ранней дате подачи предварительной заявки на патент США № 62/596967, поданной 11 декабря 2017 г., которая включена в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам вакцинации для вакцинации пациентов, в частности, сельскохозяйственных животных, и, более конкретно, относится к автоматизированным устройствам интраназальной вакцинации для вакцинации большого количества кормовых и домашних животных, таких как свиньи, крупный рогатый скот, овцы, козы, лошади, домашняя птица, кошки, собаки или водные виды, включая рыб.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В промышленном животноводстве животным по множеству причин часто необходимо вводить такие вещества, как лекарственные средства. Обычно каждому производителю нужно лечить большие количества животных. Лечение часто может требовать инъецирования каждого животного нескольких лекарственных средств, обычно в жидкой форме. Указанные лекарственные средства могут включать различные антигены, лекарственные средства и/или другие компоненты, лекарственные препараты, вакцины, гормоны, пищевые добавки и т. п. (далее в данном документе в целом называются «лекарственным средством»). Введение указанных лекарственных средств обычно включает применение устройства для введения, такого как шприц или аппарат для вливания, из которого доза лекарственного средства вручную или автоматически вводится животному. Введение такого типа обычно включает приведение в действие рукой или накачивание устройства для введения лекарственного средства с целью доставки лекарственного средства животному.
При лечении большого количества животных (например, при помощи приводимого в действие вручную устройства, содержащего иглу) оператор может уставать. Это может приводить к множеству неправильных действий, например, среди прочего: (i) к случайному инъецированию оператором самого себя; (ii) введению дозы лекарственного средства, когда игла еще не проникла через кожу пациента или не проникла на требуемую глубину; (iii) введению дозы после извлечения иглы из пациента; (iv) введению только части необходимой дозы (v); введению иглы пациенту в неоптимальной ориентации; и/или (vi) введению удвоенной дозы одной особи. Соответственно, были разработаны устройства в попытке смягчить и преодолеть некоторые потенциальные неисправности при использовании инъекции иглой, например, путем использования интраназального введения.
Интраназальное введение позволяет вводить лекарственное средство непосредственно в иммунную систему слизистой оболочки через слизистую ткань. Такие интраназальные лекарственные средства можно вводить с помощью аппликаторов в виде спрея, которые вводят лекарственное средство в форме мелких капель. Эта форма доставки способствует развитию как клеточных, так и гуморальных иммунных реакций и, следовательно, защиты от болезней.
Некоторые живые вирусные вакцины являются слишком патогенными для использования в качестве иммуногенов, а вакцинации инактивированными вирусами могут быть менее эффективными и вызывать нежелательные побочные эффекты, такие как воспалительные реакции в месте инъекции. Такие вакцины могут быть доставлены интраназально путем прикрепления антигена к поверхности слизистой оболочки животного. Прикрепление антигена к поверхности слизистой оболочки может зависеть от размера частиц, глубины проникновения антигена в слизистую ткань и расстояния, пройденного в носовой конус. Кроме того, было показано, что локальная система антител и механизм продуцирования интерферона действуют в первичном месте инфекции в мембранах носового канала (см., например, патент США № 4132775). Таким образом, интраназальное введение вакцин стало предпочтительным путем введения как инактивированных вирусов, так и ослабленных живых вакцин.
В некоторых устройствах известного уровня техники была предпринята попытка, направленная на интраназальное введение. Например, в патенте США № 5053022 раскрыто устройство для интраназальной вакцинации лошади, содержащее полую коническую гибкую трубку, достаточно длинную для достижения тонзиллярной ткани лошади, и приспособленную для приема шприца и блокирующего устройства, которое позволяет гибкому устройству проходить через блокирующее устройство, пока не будет достигнута более широкая часть конуса.
В документе WO 2001/021151 раскрыто введение однодозового неживого антигена вируса гриппа с использованием устройства для интраназальной доставки, которое содержит наконечник со спиральными каналами, которые приводят к образованию спрея, когда на поршень оказывается давление.
В патенте США № 7296566 описан шприц с распылительной насадкой для доставки жидких веществ в носовой проход. В патенте США № 8499721 раскрыто устройство для интраназальной вакцинации птиц, содержащее полость для приема клюва, в которую помещают клюв птицы для приема жидкости из проходов для жидкости, соединенных с полостью для приема клюва.
В документе WO 2010/060462 раскрыто устройство для назального введения фармацевтической композиции, содержащее канюлю для введения в назальную полость животного.
Однако эти другие известные устройства назальной доставки имеют различные недостатки. Например, многие из них являются стационарными, требуют трудоемкого управления, рассчитаны на однократное введение и т. д. Анатомическое отличие длины носового прохода между видами животных может требовать использования разных размеров и длин насадок в зависимости от вида или размера животного. Кроме того, канюли и другие устройства для введения могут вызывать избыточную физическую стимуляцию носового канала. Это может повредить слизистую оболочку носа и вызвать инфекцию, а также вызвать непреднамеренное движение животного (что может привести к травме животного или оператора). Еще одним недостатком известных устройств является количество дозы, которое может оставаться в устройстве после введения (также известное как «мертвый объем»). Этот «мертвый объем» затрудняет определение дозы лекарственного средства, которую фактически ввели животному.
Соответственно, продолжает существовать потребность в таких усовершенствованных инъекторных устройствах, как устройства для быстрого и эффективного инъецирования большого количества животных, и в способах их применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В настоящем документе описаны варианты осуществления усовершенствованного устройства для интраназального введения для интраназального введения одного или более лекарственных средств пациенту (например, свиньям, птице, рыбе, овцам, козам, лошадям, крупному рогатому скоту, собакам, кошкам и т. д.). Устройство для введения можно использовать для быстрого и эффективного введения лекарственного средства большому количеству животных с целью предотвращения и/или уменьшения ошибок оператора, утомляемости оператора и сбоя при инъекции.
Соответственно, в некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения содержит ручную часть, содержащую часть для захвата, удерживаемую оператором, и распылительную головку, содержащую распылительное устройство и насадку, блок управления, соединенный с ручным блоком посредством по меньшей мере одной соединительной трубки и одной или более емкостей для вмещения лекарственных средств, соединенных по текучей среде с блоком управления. Блок управления может содержать один или более насосов. По меньшей мере одна соединительная трубка может являться достаточно гибкой для обеспечения возможности простого управления ручным блоком и достаточно жесткой для предотвращения уширения трубки по причине внутреннего давления при прохождении лекарственных средств из емкостей в ручной блок.
В типичном варианте осуществления устройство для интраназального введения может содержать распылительную головку, имеющую одно распылительное устройство и насадку, и одну или более дозировочных камер, соединенных по текучей среде с распылительным устройством. В некоторых вариантах осуществления устройство для введения может дополнительно содержать одну или более емкостей для лекарственного средства, причем каждая емкость для лекарственного средства соединена с соответствующей дозировочной камерой. В некоторых вариантах осуществления для соединения дозировочных камер и емкостей для лекарственных средств может быть использована одна или более гибких соединительных трубок, и причем гибкие соединительные трубки могут быть выполнены таким образом, что они являются стойкими к уширению при прохождении через них лекарственного средства.
В другом типичном варианте осуществления устройство для интраназального введения может содержать распылительную головку, имеющую первое распылительное устройство, соединенное по текучей среде с первой насадкой, и второе распылительное устройство, соединенное по текучей среде со второй насадкой. Первое распылительное устройство и первая насадка могут быть подвижными относительно второго распылительного устройства и второй распылительной насадки, так что расстояние между ними может изменяться в зависимости от анатомических особенностей пациента. В некоторых вариантах осуществления первое распылительное устройство может быть соединено по текучей среде с первой дозировочной камерой, а второе распылительное устройство может быть соединено по текучей среде со второй дозировочной камерой. В других вариантах осуществления и первое, и второе распылительные устройства могут быть соединены с одной дозировочной камерой. В некоторых вариантах осуществления устройство для введения может дополнительно содержать две или более емкости для лекарственного средства, причем каждая емкость для лекарственного средства соединена с соответствующей дозировочной камерой. В некоторых вариантах осуществления каждая дозировочная камера соединена с соответствующим насосом, выполненным с возможностью перекачивать лекарственное средство из дозировочной камеры в распылительное устройство.
В некоторых вариантах осуществления устройство для введения выполнено с возможностью введения одного лекарственного средства. В других вариантах осуществления устройство для введения выполнено с возможностью введения нескольких лекарственных средств. В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство вводят посредством ручного приведения в действие устройства для введения (например, путем оттягивания спускового механизма). В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство может быть введено автоматически при введении в назальную полость пациента распылительной головки на выбранную глубину.
В другом иллюстративном варианте осуществления устройство для интраназального введения может содержать: ручной блок, содержащий часть для захвата, распылительную головку, имеющую распылительное устройство, и насадку; одну или более дозировочных камер, соединенных по текучей среде с распылительным устройством; блок управления, соединенный с одной или более емкостями для лекарственного средства; по меньшей мере одну гибкую соединительную трубку, соединяющую по текучей среде ручной блок c блоком управления, причем гибкая соединительная трубка выполнена таким образом, что является стойкой к уширению при прохождении через нее лекарственного средства; по меньшей мере один насос, выполненный с возможностью перекачивания лекарственного средства из блока управления в ручной блок; один или более блоков управления температуры, функционально соединенных с емкостями для лекарственных средств; одну или более панелей управления, выполненных с возможностью определения и отображения информации, относящейся к процессу введения, и необязательно передачи данных в режиме реального времени на удаленное устройство; и устройство обнаружения неисправностей, выполненное с возможностью обнаружения неисправности устройства для интраназального введения.
Вышеописанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, осуществленного со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе ручного устройства примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе блока управления примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе емкости для лекарственного средства примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 4 представляет собой вертикальную проекцию вида сбоку ручного блока примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении ручного блока по фиг. 4.
Фиг. 6 представляет собой увеличенный вид в поперечном сечении части наконечника ручного блока по фиг. 4.
Фиг. 7—8 представляют собой покомпонентные виды части наконечника ручного блока по фиг. 4.
Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе блока управления примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 10 представляет собой частичный покомпонентный вид в перспективе блока управления, показанного на фиг. 9 с удаленной боковой панелью, чтобы показать клапан в сборе.
Фиг. 11 представляет собой вид сбоку в поперечном сечении блока управления по фиг. 9.
Фиг. 12 представляет собой вид в перспективе клапана в сборе примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 13представляет собой вертикальную проекцию вида сбоку клапана в сборе по п. 12.
Фиг. 14 представляет собой вид сбоку в поперечном сечении вдоль линии A-A, показанной на фиг. 13.
Фиг. 15—16 представляют собой виды в перспективе блока управления примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 17 представляет собой вертикальную проекцию вида сбоку ручного блока примера устройства для интраназального введения.
Фиг. 18 представляет собой вертикальную проекцию вида сбоку ручного блока по фиг. 17, применяемого для интраназального введения лекарственного средства животному.
Фиг. 19 представляет собой вертикальную проекцию вида сбоку ручного блока примера устройства для интраназального введения, применяемого для интраназального введения лекарственного средства животному.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
I. Определения
В целях настоящего описания в данном документе описаны конкретные аспекты, преимущества и новые отличительные признаки вариантов осуществления настоящего изобретения. Раскрытые способы, устройства и системы никоим образом не следует считать ограничивающими. Напротив, настоящее изобретение направлено на все новые и неочевидные отличительные признаки и аспекты различных описанных вариантов осуществления по отдельности и в различных комбинациях и подкомбинациях друг с другом. Указанные способы, устройства и системы не ограничиваются каким-либо конкретным аспектом или признаком или их комбинацией, как и описанные варианты осуществления не требуют, чтобы в них присутствовало какое-либо одно или более конкретных преимуществ или чтобы была решена одна или более проблем.
Несмотря на то, что для удобства представления действия некоторых из описанных вариантов осуществления описаны в частном последовательном порядке, следует понимать, что такой способ описания охватывает перегруппировку, если данного конкретного порядка не требует конкретная формулировка, изложенная ниже. Например, действия, описанные последовательно, в некоторых случаях могут быть перегруппированы или выполнены одновременно. Кроме того, для простоты на приложенных фигурах могут быть не показаны различные варианты, в которых описанные способы могут быть использованы в сочетании с другими способами. В дополнение, в описании для описания раскрытых способов иногда используются такие термины, как «обеспечивать» или «достигать». Эти термины представляют собой высокоуровневые абстракции фактически выполняемых действий. Фактические действия, соответствующие этим терминам, могут меняться в зависимости от конкретной реализации и являются легко распознаваемыми специалистом в данной области техники.
Как используется в данном документе и формуле изобретения, формы единственного числа включают формы множественного числа, если из контекста явным образом не следует иное. В дополнение, термин «включает» означает «содержит». Кроме того, термин «соединенный» обычно означает физически, механически, химически, магнитно и/или электрически соединенный, или связанный, и не исключает наличия между соединенными, или связанными, элементами, промежуточных элементов в отсутствие конкретных обратных формулировок.
В контексте данного документа термин «проксимальный» относится к положению, направлению или части устройства, находящейся ближе к пользователю и дальше от места введения. В контексте данного документа термин «дистальный» относится к положению, направлению или части устройства, находящейся дальше от пользователя и ближе к месту введения. Так, например, «проксимальное перемещение» устройства обозначает перемещение устройства в сторону от места введения и в направлении пользователя (например, в сторону от тела пациента), тогда как «дистальное перемещение» устройства обозначает перемещение устройства в сторону от пользователя и в направлении места введения (например, в тело пациента). Термины «продольный» и «осевой» относятся к оси, проходящей в проксимальном и дистальном направлениях, если иное не определено явным образом.
В описании могут использоваться конкретные термины, такие как «вверх», «вниз», «верхний», «нижний», «горизонтальный», «вертикальный», «левый», «правый» и т. д. Эти термины используются там, где это применимо, для обеспечения некоторой ясности описания при рассмотрении пространственных отношений. Однако эти термины не предназначены для обозначения абсолютных отношений, положений и/или ориентаций. Например, в отношении объекта, «верхняя» поверхность может становиться «нижней» поверхностью путем простого переворота объекта. Тем не менее, этот объект остается прежним.
В контексте данного документа термин «приблизительно» означает указанное значение и любое значение в пределах 10% от указанного значения. Например, «приблизительно 100 градусов» означает любое значение в диапазоне 90—110 градусов включительно.
Термин «лекарственное средство» в контексте данного документа обозначает любой материал, который необходимо ввести пациенту, и включает, например, антибиотики, вакцины, гормоны, пищевые добавки, масла, витамины, минеральные вещества и т. д. В некоторых вариантах осуществления лекарственные средства имеют жидкую форму. В других вариантах осуществления лекарственные средства могут иметь порошкообразную форму и могут быть смешаны с одним или более растворителями в двух или более емкостях или перед размещением в них.
II. Примерные варианты осуществления
В настоящем документе раскрыты варианты осуществления устройства для интраназального введения, пригодного для введения пациенту одного или более лекарственных средств интраназально, и способы их применения.
Устройства для интраназального введения позволяют вводить желаемую дозу лекарственного средства пациенту. Доза может представлять собой любое желаемое количество лекарственного средства или желаемое количество комбинации лекарственных средств, и ее необязательно использовать для лечения пациента. Примеры лекарственных средств могут включать профилактические композиции, такие как вакцины, терапевтические композиции, такие как лекарства, и/или другие композиции, которые представляют исследовательский или медицинский интерес, такие как белки, нуклеиновые кислоты, иммуногены, живые или инактивированные вирусы, реассортантные живые вирусы, холодоадаптированные живые вирусы, ослабленные живые вирусы и/или адъюванты. Лекарственное средство также может представлять собой или содержать другие вещества, которые полезны для доставки или эффективности. В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство может содержать видоспецифичные композиции, такие как холодоадаптированные живые вирусы гриппа лошадей, которые: (i) реплицируются только в пределах определенного температурного диапазона; (ii) не образуют бляшки в клетках культуры ткани; и/или (iii) имеют определенный фенотип.
Преимущества интраназального введения лекарственных средств включают: прямой путь к кровотоку; исключение пресистемного печеночного метаболизма; биодоступность; простота и удобство администрирования; и близость к центральной нервной системе. Многие виды лекарственных средств могут быть доставлены интраназально, включая, кроме прочего: местные анестетики, седативные препараты, снотворные препараты, анальгетики, кетамины, опиаты, глюкагоны, вакцины, средства от тошноты и укачивания, антигистаминные препараты, гипотензивные препараты, психоактивные препараты, антибиотики и гормоны.
Фиг. 1—3 иллюстрируют компоненты примера устройства для интраназального введения. В определенных вариантах осуществления устройство для интраназального введения полезно для введения лекарственных средств (включая профилактические и/или терапевтические) различным животным. Компоненты устройства (например, насадка) могут быть увеличены или уменьшены для использования с пациентами разного размера, включая недоразвитых, молодых или находящийся в ранней стадии развития животных.
Некоторые раскрытые варианты осуществления содержат: (а) ручной блок 100, основной блок или блок 200 управления, связанный с ручным блоком по меньшей мере одной соединительной трубкой 202 (см., например, фиг. 15) и по меньшей мере одну емкость 300, съемно присоединяемую к блоку 200 управления и/или ручному блоку 100, или соединенную с ним одной или более соединительными трубками. Одна или более соединительных трубок 202 могут быть достаточно гибкими, чтобы позволить пользователю маневрировать ручным блоком 100 и блоком 200 управления, и достаточно жесткими, чтобы предотвратить расширение соединительной трубки из-за внутреннего давления при прохождении лекарственных средств из емкости 300 или блока 200 управления в ручной блок. Уширение трубки может привести к неточному дозированию лекарственного средства. Дополнительные подробности гибких соединительных трубок можно найти, по меньшей мере, в документе WO 2018/203203, полностью включенном в настоящее описание посредством ссылки.
В некоторых вариантах осуществления блок 200 управления может быть выполнен с возможностью ношения пользователем, например, на поясе, в сумке на талии, жилете или в сумке для переноски. В таких вариантах осуществления соединительная трубка 202 может быть достаточно гибкой, чтобы позволить пользователю перемещать ручной блок 100 в любом направлении, достаточно долго, чтобы позволить пользователю полностью вытянуть свою руку, удерживающую ручной блок 100, и достаточно жесткий (т. е. не растяжимый и не деформируемый), чтобы предотвратить расширение трубки из-за давления, вызванного лекарственным средством, проходящим через трубку. Изменения давления могут деформировать трубку, которой не хватает достаточной жесткости во время введения лекарственного средства, что может привести к неточной дозировке лекарственного средства или задержке между действием насоса и введением лекарственного средства животному. В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка может изгибаться во всех направлениях и способна выдерживать скручивание. В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка может упруго возвращаться к первоначальной форме после изгиба, скручивания, растягивания или иной деформации. Например, трубка может иметь наружный диаметр в целом от приблизительно 1 мм до 10 мм, как правило от приблизительно 4 мм до 5 мм, по размеру. Внутренний диаметр может в целом составлять от приблизительно 1 мм до 5 мм, как правило от приблизительно 2 мм до 3 мм. В некоторых вариантах осуществления трубка может быть выполнена из полиамида. В некоторых вариантах осуществления трубка может дополнительно содержать пружину, обеспечивающую возможность наличия у трубки гибкости во всех направлениях и одновременно стойкости к увеличению в размере. Пружина может являться внешней по отношению к трубке, внутренней по отношению к трубке и/или образованной как единое целое с трубкой.
В некоторых вариантах осуществления жесткость соединительной трубки достигается за счет использования кожуха в сочетании с упругой трубкой. В некоторых вариантах осуществления кожух может быть образован отдельно и либо обернут вокруг упругой трубки, либо размещен внутри трубки. В некоторых вариантах осуществления кожух может быть выполнен как единое целое с трубкой. В других вариантах осуществления упругая трубка может быть образована из материала, обладающего жесткостью, за счет которой способна выдерживать усилия, прикладываемые при внутреннем прохождении текучих сред.
В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка 202 может быть изготовлена за счет лазерной резки нержавеющей стали для получения целостных звеньев, имеющих конструкцию, позволяющую трубке быть гибкой и, в то же время препятствующую увеличению трубки в радиальном направлении. После лазерной резки полученную стальную трубку, изготовленную за счет лазерной резки, или устанавливают на гибкую трубку, выполненную из полимерного или эластомерного материала, или покрывают таким материалом.
Со ссылкой на фиг. 4 и 5, ручной блок 100 содержит часть 102 для захвата для удерживания оператором и распылительную головку 104, содержащую распылительное устройство 106 и насадку 108. Распылительное устройство 106 может иметь любую подходящую форму, такую как прямая или изогнутая форма. В некоторых вариантах осуществления распылительное устройство 106 может являться стационарным относительно части 102 для захвата. В других вариантах осуществления распылительное устройство 104 может являться подвижным и/или выдвигающейся относительно части 102 для захвата. В таких вариантах осуществления отведение распылительного устройства назад (например, путем вдавливания насадки 108 в ноздрю пациента) вызывает высвобождение заданной дозы лекарственного средства в слизистую ткань пациента. В некоторых вариантах осуществления, представленных на фиг. 6—8, распылительное устройство 106 может быть соединено с ручным блоком с использованием соединения 110 Люэра.
Со ссылкой на фиг. 6—8, как отмечено выше, распылительная головка 104 может содержать насадку 108 для введения в ноздрю пациента. Насадка 108 может содержать силикон, резину или термопластичный материал и может быть выполнена с возможностью: (i) введения и уплотнения в ноздре пациента; (ii) предотвращения распространение лекарственного средства за пределами ноздри; и (iii) направления спрея через ноздрю к внутренней ткани, с обеспечением таким образом максимального воздействия на слизистую оболочку.
Внешняя форма насадки 108 может существенно отличаться в зависимости от вводимого лекарственного средства и анатомических особенностей пациента и может включать, например, цилиндрическую или коническую конфигурации. Проиллюстрированные варианты осуществления показывают коническую насадку; однако в других вариантах осуществления насадка 108 может иметь по существу однородную цилиндрическую внешнюю часть. Длина насадки 108 может варьироваться в зависимости от местоположения целевого участка введения. Для введения дозы животным с более длинными и узкими носовыми каналами насадка может иметь цилиндрическую внешнюю поверхность, имеющую радиус в диапазоне от приблизительно 1,0 миллиметра до приблизительно 10 миллиметров, и продольную длину в диапазоне от приблизительно 70 миллиметров до приблизительно 180 миллиметры.
В некоторых вариантах осуществления, (см., например, фиг. 19) распылительная головка 104 устройства для интраназального введения может содержать два распылительных устройства, каждое из которых соединено с насадкой, выполненной с возможностью: (i) введения в ноздрю животного; (ii) предотвращения распыления спрея вне ноздри; и (iii) направления спрея через ноздрю к внутренней слизистой ткани. Расстояние между двумя распылительными устройствами и, следовательно, между двумя насадками может регулироваться таким образом, что оно может изменяться в зависимости от расстояния между ноздрями животного, обеспечивая тем самым максимальное воздействие на слизистую оболочку и контакт с распыляемым лекарственным средством. В конкретных вариантах осуществления устройство для интраназального введения выполнено с возможностью введения отдельного лекарственного средства через каждую насадку. Как более подробно описано ниже, варианты осуществления распылительной головки выполнены с возможностью снятия, так что они могут быть заменены. Например, распылительная головка с двумя насадками может быть заменена распылительной головкой с одной насадкой для применения с выбранными животными.
Распылительная головка 104, распылительная насадка 108 и/или распылительное устройство 106 могут быть изготовлены из гибкого материала или по существу жесткого материала в зависимости от выбранного применения или анатомических особенностей выбранных видов пациентов. Например, по существу жесткий материал может быть выбран для использования со жвачными животными, которые могут иметь относительно короткие и несложные интраназальные каналы для прохождения, с целью доставки дозы к цели или координате местоположения дозы. Альтернативно, более гибкие распылительная головка, распылительная насадка и/или распылительное устройство могут быть выбраны для использования с лошадьми, которые имеют более длинные интраназальные каналы и которые могут также иметь носовой канал с глухим концом (такой как носовой дивертикул), который может быть необходимо обойти, чтобы доставить дозу к желаемой цели или координате местоположения дозы.
Распылительная головка 104 (включая распылительную насадку 108 и/или распылительное устройство 106) может содержать материалы, которые совместимы с вводимым лекарственным средством и которые не будут разлагаться, так что лекарственное средство не будет изменяться под воздействием тепла, света, ультрафиолетового излучения, и т. д. Например, распылительная головка может содержать стекло, полимерные материалы, такие как полиэтилен, полипропилен, полиуретан, поливинилхлорид, каучук, силикон и/или металлы или сплавы.
В некоторых вариантах осуществления, представленных на фиг. 8, распылительная головка 104 может дополнительно содержать подвижную головку 112, которая покрывает распылительное устройство 106. Подвижная головка 112 может быть выполнена с возможностью перемещения между вытянутым положением и втянутым положением. В некоторых вариантах осуществления перемещение подвижной головки 112 во втянутое положение позволяет пропускать лекарственное средство через распылительное устройство 106 (например, посредством открытия клапана, связанного с распылительным устройством). В таких вариантах осуществления отведение подвижной головки 112 назад (например, путем ее вдавливания в ноздрю пациента) вызывает высвобождение заданной дозы лекарственного средства в слизистую ткань пациента. В некоторых вариантах осуществления вся распылительная головка 104, включая подвижную головку 112, распылительное устройство 106 и насадку 108, представляет собой съемный и сменный блок, который может быть соединен с ручным блоком 100.
В некоторых вариантах осуществления минимальная дозировка может составлять от приблизительно 1 мл до приблизительно 1,5 мл. В некоторых вариантах осуществления минимальная доза может быть «выдавлена» через устройство для интраназального введения с использованием выталкивателя дозы.
Обычно лекарственные средства вводят в жидкой форме (например, в виде спрея). В некоторых вариантах осуществления емкости 300 обеспечены готовым к использованию жидким лекарственным средством. В других вариантах осуществления вводимое лекарственное средство вводят в сухой форме (например, в виде распыляемого порошка). В таких вариантах осуществления лекарственное средство содержится в емкостях в сухой форме. В других вариантах осуществления емкости 300 обеспечены лекарственным средством (например, в высушенном или порошкообразном виде), требующим обработки или подготовки перед использованием (например, путем добавления в него воды или другого растворителя). Соответственно в некоторых вариантах осуществления емкости 300 могут быть внутри разделены на два или более отделений для вмещения одного или более порошкообразных лекарственных средств и одного или более растворителей. Перед введением лекарственного средства (средств) один или более растворителей могут быть смешаны с порошком для получения лекарственного средства, готового к использованию.
В некоторых вариантах осуществления емкости 300 могут быть образованы отдельно и могут быть разъемно соединены с блоком 200 управления. В таких вариантах осуществления пустые емкости могут или заполняться повторно, или заменяться полными емкостями. В других вариантах осуществления емкости 300 могут быть сформированы как единое целое в виде части ручного блока 100, блока 200 управления или обоих, и могут быть пополнены подходящим жидким лекарственным средством после опустошения. В некоторых вариантах осуществления емкости 300 могут быть выполнены из жесткого материала (например, металла или жесткого полимерного материала). В других вариантах осуществления емкости 300 могут быть выполнены из гибкого материала (например, из полиэтиленовой пленки или гибкого полимерного материала). В некоторых вариантах осуществления емкости 300 могут быть прозрачными или по существу прозрачными, что позволяет пользователю видеть содержимое и уровень содержимого внутри. В других вариантах осуществления емкости 300 могут быть полупрозрачными, например, когда содержащееся в них лекарственное средство (средства) чувствительно к свету.
В некоторых вариантах осуществления каждое лекарственное средство можно вводить путем ручного приведения в действие интраназального устройства, например, путем ручного нажатия и/или оттягивания спускового механизма 114, расположенного на части 102 для захвата ручного блока 100. Подходящими спусковыми механизмами 114 могут быть рычаг или кнопка. В таких вариантах осуществления каждое нажатие спускового механизма 114 приводит в действие двигатель устройства для введения заданного количества лекарственного средства, которое должно быть введено. В некоторых вариантах осуществления устройство может быть выполнено с возможностью последовательной доставки доз двух или более разных лекарственных средств. В таких вариантах осуществления первое нажатие спускового механизма будет вводить выбранную дозу первого лекарственного средства, и второе нажатие спускового механизма будет вводить выбранную дозу второго лекарственного средства.
В других вариантах осуществления каждую дозу можно вводить автоматически (например, без нажатия на спусковой механизм). В таких вариантах осуществления распылительная головка 104 ручного блока 100 может дополнительно содержать средство, такое как измерительное устройство или контактный датчик, для идентификации того, что распылительная головка 104 (например, насадка 108 распылительной головки) достигла выбранного местоположения (например, глубины) в назальной полости пациента. Как только распылительная головка 104 достигла выбранного местоположения, блок 200 управления может активировать насос 204 (см., например, фиг. 11), выполненный с возможностью доставки заданной дозы лекарственного средства через ручной блок 100 и пациенту.
Примечательно, что введение лекарственного средства может потребоваться животным разных размеров. Для этого могут потребоваться распылительные головки 104 различных типов, форм и размеров. Соответственно, в определенных вариантах осуществления устройство для интраназального введения выполнено с возможностью замены распылительных головок (например, замены насадки или распылительного устройства) для технического обслуживания, предотвращения доставки загрязнений между отдельными пациентами и/или для регулировки их типа и размера. В определенных вариантах осуществления вся распылительная головка 104 ручного блока является сменной, что позволяет пользователю быстро и легко переключаться между типами распылительных насадок, например, между насадками различной длины и/или ширины, между стационарными и подвижными насадками и/или осуществлять замену поврежденных насадок.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения выполнено с возможностью позволить пользователю контролировать и/или регулировать распространение аэрозоля (расстояние и диаметр) в соответствии с анатомией животного, которое подвергается лечению и/или вакцинации, как более подробно описано ниже.
Размер капель спрея может быть отрегулирован так, чтобы благотворно влиять на доставку лекарственного средства с точки зрения абсорбции лекарственного средства на слизистой оболочке. Соответственно, в определенных вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит механизм для управления и/или регулировки размера капель спрея. В некоторых вариантах осуществления эта регулировка капли спрея может быть достигнута путем регулировки давления, прикладываемого насосом или двигателем, с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Это позволяет использовать капли разного размера для животных разных размеров и возрастов, например, используя меньшие капли для более мелких и/или более молодых животных. Кроме того, это позволяет регулировать размер капель для разных лекарственных средств и/или компонентов вакцинации, имеющих различную вязкость, что может влиять на размер создаваемых капель.
Размеры частиц могут влиять на количество и скорость всасывания лекарственного средства. Частицы лекарственного средства, имеющие диаметр менее чем приблизительно 1 мкм, могут оставаться суспендированными во время введения, поскольку время, необходимое для диффузии частицы в стенке дыхательных путей, имеет тенденцию быть больше, чем время для завершения фазы вдоха нормального дыхания. Осаждению лекарственного средства в легких может способствовать использованию частиц, имеющих диаметр приблизительно 3 мкм. Более крупные частицы диаметром более приблизительно 5 мкм часто осаждаются в верхних дыхательных путях. Соответственно, в определенных вариантах осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью генерирования капель лекарственного средства размером от более 0 до приблизительно 250 мкм. В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения предназначено для доставки дозы от приблизительно 0,25 мл до приблизительно 2 мл лекарственного средства каждому животному в каждом процессе распыления.
Устройство для интраназального введения может дополнительно содержать средство для доставки лекарственного средства из его соответствующей емкости 300 в ручной блок 100 и в ноздрю (ноздри) пациента. Со ссылкой на фиг. 11, в некоторых вариантах осуществления блок 200 управления содержит насос 204. Насос 204 может приводиться в действие одним или более двигателями 206, которые могут вращать один или более приводных валов 208, соединенных с насосами. Насос 204 может быть поршневым или плунжерным насосом. Насос 204 может быть гидравлически связан с одним или более контейнерами 300 и может быть выполнен с возможностью вытягивания и/или выталкивания одинаковых или разных заданных количеств лекарственного средства из каждой емкости 300 и их доставки в ручной блок 100 и, таким образом, в распылительную головку 104. Заданные количества каждого лекарственного средства могут быть равны или могут отличаться в зависимости от типа вводимого лекарственного средства. Устройство для интраназального введения может дополнительно содержать один или более двигателей, рассчитанных на приведение в действие различных компонентов устройства, таких как один или более насосов.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может содержать два или более насосов 204, расположенных в блоке 200 управления, при этом количество насосов равно количеству емкостей 300, и при этом каждый насос 204 соединен с отдельной емкостью 300. В такой конфигурации каждый насос 204 выполнен с возможностью выталкивания и/или выведения заданного количества лекарственного средства из соответствующей ему емкости 300 и последовательной доставки лекарственного средства в распылительную головку 104 ручного блока 100 и пациенту в соответствии с заданным порядком введения.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено так, чтобы оно подходило для отдаленных мест с ограниченной подачей питания. В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью приведения в действие электричеством. В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может дополнительно содержать источник питания, расположенный, например, в блоке 200 управления, ручном блоке 100 или обоих блоках. В некоторых вариантах осуществления источник питания может быть расположен как отдельный блок источника питания, электрически соединенный с устройством введения. В некоторых вариантах осуществления источник питания является перезаряжаемым. В других вариантах осуществления источник питания может являться одноразовым (например, одноразовые батареи). В некоторых вариантах осуществления устройство введения дополнительно содержит измеритель мощности, выполненный с возможностью отображения количества оставшейся электроэнергии и/или отправки предупреждения, когда достигается выбранный уровень мощности, который может препятствовать работе устройства введения.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может дополнительно содержать сигнализатор введений, выполненный с возможностью приведения в действие клапанов и/или одного или более насосов 204 при помощи электричества. Например, в вариантах осуществления, содержащих один насос, после введения лекарственного средства А сигнализатор введений может закрывать клапан, расположенный на выходном отверстии для лекарственного средства из емкости А, и открывать клапан, расположенный на выходном отверстии для лекарственного средства из емкости В. Таким образом, при приведении насоса в действие он может выводить лекарственное средство только из емкости В, содержащей клапан в открытом положении. В качестве альтернативы, в вариантах осуществления, содержащих два или более клапанов, причем каждый клапан связан с отдельной емкостью 300, после введения лекарственного средства А сигнализатор введений может отключать насос А, связанный с емкостью А, и приводить в действие насос В, связанный со второй емкостью В. Таким образом, насосы могут приводиться в действие в соответствии с порядком введения. Сигнализатор введений может быть дополнительно выполнен с возможностью подачи сигнала (например, видимым, слышимым и/или осязаемым образом, например, при помощи вибрации) о том, что лекарственное средство было введено, и указания того, что следующее лекарственное средство готово к введению.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит дозировочную камеру, связанную с каждой емкостью 300 для вмещения лекарственного средства, и поршень для выталкивания/вытягивания лекарственного средства из указанной дозировочной камеры, причем лекарственное средство автоматически загружается в дозировочную камеру сразу после доставки дозы лекарственного средства животному. В конкретном варианте осуществления имеется отдельная дозировочная камера, расположенная в ручном блоке 100, которая вмещает отдельное лекарственное средство перед каждой доставкой в соответствии с желаемым порядком доставки. В альтернативном варианте осуществления имеется несколько дозировочных камер, каждая из которых соединена по текучей среде с соответствующей емкостью 300, и каждая дозировочная камера заполнена лекарственным средством одного типа, которое затем доставляется к распылительной головке 104 в соответствии с порядком доставки. Дополнительные подробности примеров дозировочных камер можно найти по меньшей мере в документе WO 2018/203203.
В некоторых вариантах осуществления количеством вводимого лекарственного средства управляет энкодер. В некоторых вариантах осуществления энкодер может быть соединен с приводным валом или поршнем 208 насоса 204 (например, расположенным на ручной части или части управления). Энкодер выполнен с возможностью, путем обнаружения величины вращения двигателя, задания положения головки поршня для обеспечения возможности введения заданного количества лекарственного средства. Эта функция полезна для установки различных объемов лекарственных средств, которые будут вводиться. Объем дозы может быть определен для каждого пациента или класса пациента, но для некоторых вариантов осуществления обычно он изменяется от более 0 миллилитров до приблизительно 10 миллилитров, как правило от 0,05 миллилитров до 5 миллилитров.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит панель управления. Панель управления может быть выполнена с возможностью отображения пользователю необходимой информации, относящейся к процессу введения, и обеспечения ему возможности управления различными функциями процесса введения. Панель управления может необязательно передавать информацию в режиме реального времени на удаленное устройство, таким образом обеспечивая возможность хранения данных и/или удаленного управления устройством. В некоторых вариантах осуществления панель управления может управлять, например, количеством каждого вводимого лекарственного средства и/или порядком введения разных лекарственных средств. Панель управления может отображать такую информацию, как, например, количество лекарственного средства, оставшегося в каждой емкости, и/или количество пациентов, получивших лекарственное средство, общие затраты времени на введение, информацию о вращении двигателя, и т. д. Как показано на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления панель 210 управления расположена на блоке 200 управления. В других вариантах осуществления панель управления может быть расположена на ручном блоке 100.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит устройство регулировки объема для задания и подтверждения различных объемов доз, подлежащих введению. В некоторых вариантах осуществления устройство регулировки объема может содержать, например, энкодер, электроизмерительный прибор, датчики и индикаторы для измерения количеств лекарственных средств. В других вариантах осуществления устройство регулировки объема может содержать простой неподвижный поршень и плунжер, который можно регулировать (например, вручную или с использованием электричества) для доставки различных количеств.
В некоторых вариантах осуществления каждая емкость 300 может содержать клапан, выполненный с возможностью приведения в действие между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией. В открытой конфигурации лекарственное средство может проходить через клапан, а в закрытой конфигурации прохождение лекарственного средства через клапан предотвращается. Например, в открытой конфигурации лекарственное средство может проходить из емкости 300 в блок 200 управления, а в закрытой конфигурации лекарственное средство не может проходить из емкости 300 в блок 200 управления. В некоторых вариантах осуществления клапаны представляют собой обратные, или запорные, клапаны, допускающие прохождение через них лекарственного средства только в одном направлении. В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие между открытой и закрытой конфигурациями при помощи электричества (например, посредством микропроцессора). В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие вручную (например, путем нажатия кнопки, щелчка выключателем или поворота рычага). Клапаны могут быть выполнены с возможностью обеспечения потока жидкости только в одном направлении (например, из контейнера в дозировочную камеру), таким образом предотвращая обратный поток лекарственного средства в емкость, тем самым предотвращая загрязнение емкостей и продлевая срок хранения указанных емкостей, так чтобы они могли быть повторно использованы, если некоторое количество лекарства остается после процедуры введения.
Со ссылкой на фиг. 12—14, устройство для интраназального введения может содержать два или более обратных клапанов (например, запорные клапаны, впускные обратные клапаны, подъемные обратные клапаны и т. д.), расположенных, например, в насосе 204 блока 200 управления. В некоторых вариантах осуществления клапаны представляют собой обратные, или запорные, клапаны, допускающие прохождение через них лекарственного средства только в одном направлении. Например, первый запорный клапан 212 может позволять прохождение лекарственного препарата из емкости 300 в блок 200 управления, но предотвращать обратный поток от блока 200 управления к емкости 300, а второй запорный клапан 214 может позволять прохождение лекарственного препарата из блока 200 управления к ручному блоку 100, но предотвращает обратный поток от ручного блока 100 к блоку 200 управления. Определенный вариант осуществления, представленный на фиг. 12—14, содержит клапаны 212, 214, каждый из которых содержит пружину 216 и стопор 218 (которые могут иметь любые из различных форм, в том числе, например, сферическую, дискообразную, коническую и т. д.). Пружина 216 прикладывает поджимающее усилие к стопору 218, поджимая клапан в закрытое положение и препятствуя протеканию через клапан лекарственного средства. Если внешнее давление на клапан (например, в соединительных трубках 202) меньше давления открытия (или «срабатывания») запорного клапана (например, меньше усилия, прикладываемого пружиной 216), клапан остается закрытым. Это может препятствовать протеканию жидкости из емкостей в блок 200 управления до тех пор, пока не активирован насос для повышения давления жидкости и/или препятствовать протеканию жидкости из блока 200 управления в ручной блок 100. Если внешнее давление больше давления срабатывания запорного клапана, лекарственное средство может толкать стопор 218 к пружине 216, сжимая пружину и обеспечивая возможность протекания лекарственного средства через клапан в одном направлении.
В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие между открытой и закрытой конфигурациями при помощи электричества (например, посредством микропроцессора). В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие вручную (например, путем нажатия кнопки, щелчка выключателем или поворота рычага).
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью распыления двух или более лекарственных средств в ноздрю (ноздри) животного и может содержать: (i) ручной блок 100, имеющий часть 102 для захвата для удерживания оператором; (ii) блок 200 управления, соединенный по текучей среде с ручным блоком 100 с использованием двух или более соединительных трубок 202; (iii) две или более емкостей 300, соответственно, каждая для вмещения отдельного лекарственного средства; (iv) источник питания; (v) сигнализатор введений для идентификации того, что лекарственное средство было введено полностью, и определения следующего лекарственного средства, которое должно быть введено; и (vi) панель управления для определения и отображения различных функций процесса введения. Каждый контейнер 300 может быть разъемно соединен с блоком 200 управления. Устройство для введения может дополнительно содержать два или более насосов 204. Лекарственные средства можно вводить последовательно или одновременно.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью введения пациенту двух или более разных лекарственных средств. В конкретных вариантах осуществления устройство для интраназального введения может содержать три основные подсистемы: (1) ручной блок 100, содержащий одинарную или двойную распылительную насадку, обратные клапаны, печатную плату (PCB) и экран; (2) блок управления, содержащий двигатель, насос, обратные клапаны, печатную плату, емкости с лекарственным средством, датчик положения, датчик температуры, датчик давления, сканер RFID, Bluetooth или любой радиочастотный передатчик и источник питания (например, батареи); и (3) трубки и электрические провода, соединяющие ручной блок 100 и блок 200 управления.
В некоторых вариантах осуществления каждый элемент вакцинации и/или лекарственное средство, вводимое устройством для интраназального введения, представляет собой раствор или суспензию, такую как раствор на водной основе, суспензия на водной основе, эмульсия или раствор, содержащий органический растворитель или вспомогательное средство для суспензии. В других вариантах осуществления лекарственное средство может содержать по меньшей мере один антиген, живой вирус, аттенуированный вирус, инактивированный вирус, конъюгированный антиген, конъюгированный вирус, ДНК, РНК, бактерии, дрожжи или любую их комбинацию. В еще других вариантах осуществления лекарственное средство может содержать антибиотики, стероиды, средства для дыхательных путей или любую их комбинацию.
В конкретных вариантах осуществления каждая емкость 300 устройства для интраназального введения дополнительно содержит идентификационную метку. Идентификационная метка может представлять собой любую метку, подходящую для передачи информации (например, код RFID, QR-код, штрих-код, цветную наклейку и т. д.). В некоторых вариантах осуществления идентификационная метка указывает, например, тип лекарственного средства в каждой емкости, количество лекарственного средства, которое необходимо ввести из каждой емкости, дату изготовления и/или срок годности. Соответственно в некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит блок считывания, выполненный с возможностью считывания идентификационных меток и передачи данных на блок управления и/или удаленный блок.
В некоторых вариантах осуществления блок считывания может быть выполнен с возможностью испускания или приема света. В таких вариантах осуществления идентификационные метки могут состоять из светопоглощающих материалов и/или светоотражающих материалов. Например, первая емкость может содержать светопоглощающую наклейку (например, черную наклейку), а вторая емкость может содержать светоотражающую наклейку (например, белую наклейку). При соединении емкости с блоком управления блок считывания может считывать идентификационную метку с целью различения первой и второй емкостей и определения содержимого и/или необходимой дозировки для каждой емкости. Блок считывания затем может передавать эту информацию в блок управления и/или удаленный блок.
В некоторых вариантах осуществления каждому животному может быть имплантирована RFID-метка. RFID-метку животного можно отсканировать до введения, чтобы убедиться, что животное еще не получило лекарственное средство. Во время или после процесса введения RFID-метка животного может быть зарегистрирована, и данные передаются в систему управления (например, смартфон, облачную систему хранения данных или локальный сервер).
При введении лекарственного средства большому количеству животных пользователю может потребоваться удерживать устройство для введения в течение длительного времени. Соответственно, в определенных вариантах осуществления вес ручного блока 100 выполнен как можно более легким, например, от приблизительно 150 до приблизительно 200 грамм, например, 160 грамм, 170 грамм, 180 грамм или 190 грамм.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит одну или более нагревательных блоков для нагревания лекарственного средства, которое нужно вводить. Предварительный нагрев некоторых лекарственных средств до приблизительной температуры тела животного перед введением может улучшить абсорбцию лекарственного средства. В некоторых вариантах осуществления каждый нагревательный блок может быть соединен с соответствующей емкостью 300. В других вариантах осуществления нагревательный блок может быть расположен вдоль соединительной трубки 202 или внутри ручного блока 100. Применяемый блок управления температуры может быть выбран в соответствии с системными требованиями. В некоторых вариантах осуществления тепло, используемое для повышения температуры, может вырабатываться мотором или двигателем устройства для интраназального введения и/или устройством с элементами Пельтье или другим устройством термоэлектрического охлаждения. Это может снижать энергопотребление, а также снижать себестоимость и повышать эффективность устройства.
В конкретном варианте осуществления устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью удовлетворения любого или всех из следующих требований:
(1) Устройство может вводить 3 л (приблизительно 2,55 кг) лекарственного средства в течение 6 часов. Ожидается, что оператор будет переносить от 1 до 2 л медикамента и при необходимости пополнять его из центральной базы хранения.
(2) Нагревательная система способна нагревать 3 кг лекарственного средства.
(3) Лекарственное средство представляет собой белок в виде минерально-масляной эмульсии с удельной теплоемкостью 2130 Дж/кг. Медикамент должен быть нагрет до приблизительно 38 °С. Например, при нагревании от приблизительно 28 °С до приблизительно 38 °С общая потребность в тепле составляет 54315 Дж или 0,15 кВт-ч (Q=2,55*2130*10). Кроме того, следует учитывать энергию накачивания и охлаждения двигателя насоса, что может добавить дополнительно 40—50000 Дж к потребляемой энергии.
(4) Если длительность рабочего дня составляет 6 ч, требуется мощность нагрева 2,5 Вт (P=54315/(6*3600). Распылительный насос, как ожидается, также будет добавлять в нагрузку еще приблизительно 3 Вт, и, таким образом, общий расход мощности составит приблизительно 5—6 Вт.
(5) Температура жидкости при распылении находится в пределах +/- 1 °C от предварительно выбранной температуры.
(6) Общий вес оборудования, включая прививочный материал, не должна превышать 5 кг по весу и 5 л по объему.
(7) Нагревательная система предотвращает перегрев лекарственного средства с помощью термопарного переключателя.
(8) Нагревательная система безопасна для пользователя.
В конкретном варианте осуществления устройство для интраназального введения может содержать две основные подсистемы: (i) систему хранения и нагревания медикаментов, размещенную в рюкзаке или поясе; и (ii) ручной блок, в который осуществляется из нее подача. В таких вариантах осуществления лекарственное средство прокачивают через нагревательное устройство для доведения его до выбранной температуры и затем вводят в точных дозировках.
В некоторых вариантах осуществления для питания устройства с элементами Пельтье, подающего или удаляющего тепло из лекарственного средства до достижения требуемой температуры, может быть использована небольшая литий-ионная батарея 138. В особенности, система управляет температурой для предотвращения перегрева лекарственного средства, что в некоторых случаях может сделать его непригодным. Таким образом, энергия батареи устройства может быть использована более эффективно, поскольку батареи требуются для подачи только части энергии нагрева. Устройства с элементами Пельтье действуют наилучшим образом, когда поддерживается минимальный «температурный люфт» (например, разность температур между горячей стороной и холодной стороной). Например, в некоторых вариантах осуществления этот люфт может составлять приблизительно 10 °C, что является достаточно небольшим значением для обеспечения эффективной работы устройства с элементами Пельтье. В примерном варианте осуществления может быть достигнут тепловой коэффициент (COPh) приблизительно 3, таким образом сокращая требования батареи до 1/3 от энергии батареи, необходимой для системы «только с батареей». В практическом выражении эта энергетическая нагрузка может быть реализована, например, при помощи литий-ионной батареи весом приблизительно 50 г с размерами 50х50х10 мм, емкостью 2500 мАч и мощностью 1,8—2 Вт.
В некоторых вариантах осуществления устройство с элементами Пельтье может быть использовано в сочетании с тепловыделением двигателя устройства для интраназального введения за счет улавливания этого тепловыделения и его использования в качестве дополнительного поступления тепла на «холодную сторону» устройства с элементами Пельтье. В примерном двигателе КПД может составлять приблизительно 60 %, и, таким образом, в корпусе двигателя может вырабатываться 1—2 Вт тепла. Это дополнительное тепло может быть использовано устройством с элементами Пельтье и, таким образом, может повышать общую производительность теплового насоса, а также существенно уменьшать энергетический баланс батареи.
Соответственно в конкретных вариантах осуществления устройство для интраназального введения содержит блок выработки тепла на основе нагрева при содействии двигателя с элементами Пельтье/насосом. Количество лекарственного средства, вводимое при помощи нагревательного устройства при содействии двигателя с элементами Пельтье/насосом, является особенно важным. Поэтому устройство для интраназального введения может требовать калибровки перед первым применением или перед каждым применением. Соответственно в некоторых вариантах осуществления устройство дополнительно содержит энкодер для калибровки положения поршня или насоса с целью получения точной калибровки.
Во многих известных интраназальных устройствах используется калибровка дозировки введения вручную, что может приводить к большим отклонениям в количестве лекарственного средства, например, по причине ошибки оператора и неточности методик дозирования цилиндром. Для сравнения, в некоторых вариантах осуществления настоящего устройства текущий энкодер может обеспечивать возможность разрешающей способности 5 градусов в радиальном направлении, что приводит к линейному перемещению поршня не более 0,0006 мм и, таким образом, обеспечивает высокую точность дозировки. Однако с течением времени могут возникать отклонения дозировки по причине производственных допусков, приводящих к разностям в объеме цилиндра, и/или наличия некоторых степеней свободы между движущимися механическими частями, которые изменяются из-за коррозии и трения. Соответственно в некоторых вариантах осуществления каждое устройство для интраназального введения может быть откалибровано во время изготовления и по необходимости дополнительно откалибровано конечным пользователем перед каждым применением или периодически.
Соответственно в некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит автоматизированную систему калибровки, позволяющую конечному пользователю калибровать устройство для интраназального введения. В таких вариантах осуществления автоматизированная система калибровки может содержать герметичную емкость с электродами снизу и сверху, при этом размеры емкости и, таким образом, расстояние между электродами известны. Чтобы откалибровать устройство, пользователь может переключить устройство для интраназального введения в «режим калибровки», чтобы устройство вводило (например, путем распыления) заданную дозу тестируемой жидкости (например, 1 куб. см воды) в герметичную емкость. Как только жидкость достигает верхнего электрода, система калибровки уведомляет устройство и прекращает введение. Система калибровки определяет количество доз, которые требовались для заполнения известного объема емкости, вычисляет объем каждой дозы и сравнивает его с заданным объемом каждой дозы. Это позволяет системе калибровки определить, имеется ли какое-либо расхождение по величине дозы, и автоматически откалибровать устройство для интраназального введения в соответствии с измеренным расхождением.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит блок управления, выполненный с возможностью обнаружения в ходе процедуры введения таких неисправностей, как частичная дозировка, засорение, пузырьки воздуха в трубках, утечка и/или опустошение емкостей. Блок управления может дополнительно обнаруживать в различных компонентах устройства для интраназального введения такие неисправности, как малая мощность, неисправный насос (насосы), разрыв трубки (трубок) и т. д.
Неполная дозировка и другие неисправности могут возникать из-за человеческого фактора (например, когда пользователь выводит распылительную насадку из носового канала пациента до того, как все лекарственное средство было введено) или по причине механической неисправности (например, отсутствия перемещения поршня по всему пути вперед в дозировочной камере с целью выталкивания лекарственного средства, засорение трубок или распылительной насадки, например, из-за грязи или вязкости жидкости, и просачивание в систему пузырьков воздуха, что может изменять полный объем лекарственного средства для инъецирования). Вне зависимости от причины, неполное введение приводит к тому, что пациент получает только часть назначенной дозы лекарственного средства. Данные неисправности могут препятствовать точному введению лекарственного средства пациенту или увеличивать длительность каждого введения.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит систему обнаружения неисправностей, которая может быть выполнена с возможностью обнаружения вышеописанных, а также других, неисправностей и отправки предупреждения пользователю. Такая система обнаружения неисправностей может содержать различные механизмы, например, зонд на распылительной насадке или головке распылительной насадки, который обнаруживает преждевременный вывод устройства до завершения введения, зонд, соединенный с дозировочной камерой, который обнаруживает, перемещается ли головка поршня до самого конца дозировочной камеры, зонд на головке поршня, который обнаруживает, перемещается ли головка поршня в обратном направлении перед перемещением головки поршня до самого конца дозировочной камеры (что указывает, например, на неполное введение), датчик, обнаруживающий отсутствие перемещения или слишком медленное перемещение поршня (например, с использованием энкодера и внутренней синхронизации), что может указывать на засорение, и/или датчик, обнаруживающий слишком быстрое перемещение поршня (например, с использованием энкодера и внутренней синхронизации), что может указывать на наличие пузырька воздуха или утечки. Система обнаружения неисправностей может дополнительно функционировать с возможностью вычисления количества лекарственного средства, оставшегося в каждой емкости (например, путем умножения количества доз на дозировку введения), измерения тока, используемого для приведения в действие двигателя, что может соответствовать наличию пузырька воздуха, утечки или засорения и т. д. Система обнаружения неисправностей может быть дополнительно выполнена с возможностью измерения длительности каждой дозы и/или использованного электрического тока, при этом какая-либо дополнительная длительность и/или ток, использованный свыше конкретной величины, может указывать на засорение в системе, а какое-либо уменьшение длительности и/или тока, использованного за рамками конкретной величины, может указывать на наличие пузырька воздуха или утечки в системе, или на израсходование лекарственного средства в емкости.
В некоторых вариантах осуществления устройство для интраназального введения дополнительно содержит процедуру прочистки для удаления засоров, которые могут возникнуть в распылительной насадке или распылительной головке. Процедура прочистки может включать распыление воды или другой чистящей жидкости через забитую распылительную насадку, причем вода или чистящая текучая среда содержатся в емкости, соединенной параллельно с ручным блоком, так что процедуру прочистки можно выполнять как часть процедуры введения, без необходимости останавливать и чистить устройство. Например, пример устройства для интраназального введения может содержать ручной блок, соединенный по текучей среде с блоком управления, который содержит две емкости. Одна емкость может вмещать лекарственное средство, а другая — чистящий раствор. При использовании устройство для интраназального введения может быть выполнено с возможностью чередования доз лекарственного средства и доз чистящей текучей среды, так что пользователь может вводить дозу лекарственного средства пациенту, убирать распылительную насадку от пациента, удалять дозу чистящего раствора (например, на землю) и переходить к следующему пациенту.
Вышеописанные варианты осуществления устройства для интраназального введения могут использоваться следующим примерным образом. Насадка (насадки) распылительной головки может быть вставлена в ноздрю (ноздри) пациента. В некоторых вариантах осуществления пользователь может вдавливать распылительную головку в ноздрю (ноздри) пациента, тем самым инициируя введение дозы лекарственного средства. В других вариантах осуществления пользователь может активировать спусковой механизм, тем самым вводя дозу лекарственного средства. Затем распылительная головка может быть удалена из ноздри (ноздрей) пациента, и пользователь может перейти к следующему пациенту.
Хотя вышеупомянутые варианты осуществления относятся к пациентам-животным, варианты осуществления раскрытых выше устройств для интраназального введения также могут использоваться для назального введения лекарственного средства пациентам-людям. В таких вариантах осуществления распылительная головка, распылительная насадка и/или распылительное устройство могут быть изготовлены из по существу жесткого материала на основе относительно коротких и неосложненных интраназальных каналов для прохождения, с целью доставки дозы к цели или координате местоположения дозы.
Ввиду многих возможных вариантов осуществления, по отношению к которым можно применить принципы настоящего раскрытия, следует признать, что проиллюстрированные варианты осуществления являются лишь предпочтительными примерами и не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Напротив, объем настоящего изобретения определяется следующей формулой изобретения.