Система генерирования никотинового аэрозоля на основе табака
Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для лечения респираторных расстройств. Ингаляционное устройство включает впуск и выпуск, сообщающиеся друг с другом и выполненные так, чтобы газообразный носитель мог проходить в корпус через впуск, через корпус и наружу из корпуса через выпуск. Устройство содержит первую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем первая внутренняя зона включает либо источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, либо источник никотина в виде натурального продукта, вторую внутреннюю зону в сообщении с первой внутренней зоной, причем вторая внутренняя зона содержит источник, не выбранный для первой внутренней зоны. Источник никотина в виде натурального продукта содержит табак, щелочное вещество и воду или водный раствор. Раскрыты вариант ингаляционного устройства, варианты способа доставки никотина субъекту и варианты ингаляционного способа замены табачного продукта. Технический результат состоит в доставке аэрозоля никотина без горения материалов, являющихся источником никотина. 6 н. и 41 з.п. ф-лы, 7 ил., 10 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к устройствам и способам для доставки никотина и/или других алкалоидов из табака, других растений и других натуральных источников. Конкретнее, изобретение относится к устройствам и способам для доставки аэрозоля никотина в легкие пользователя без горения материалов, являющихся источником никотина.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Устройства для доставки лекарственных средств через легкие применялись в течение десятилетий для доставки лекарственных препаратов для лечения респираторных расстройств. Принцип, лежащий в основе доставки в легкие лекарственных средств, заключается в превращении в аэрозоли соединений лекарственных средств, подлежащих доставке в бронхиолы и альвеолы. Несмотря на встречающиеся проблемы, подобные оптимизации размеров и разрушению частиц, ряд компаний разработали технологии доставки средств для лечения диабета, мигрени, остеопороза и злокачественных новообразований.
[0003] Многие доклинические и клинические исследования продемонстрировали, что легочная доставка лекарственных препаратов представляет собой эффективный способ лечения и респираторных, и системных заболеваний. Многие преимущества легочной доставки хорошо известны и включают быстрое начало действия, самостоятельное введение пациентами, сниженное число побочных эффектов, легкость доставки ингаляцией и исключение иголок для инъекций.
[0004] Сообщалось, что для доставки порошка непосредственно в нижние отделы дыхательных путей порошок должен в целом иметь размер частиц менее чем 5 мкм. Дополнительно было обнаружено, что порошки в диапазоне размера частиц от 5 до 10 мкм не проникают настольно глубоко, а вместо этого имеют тенденцию стимулировать верхние отделы дыхательных путей.
[0005] Несмотря на указанные выше способы применения лекарственных препаратов, способы доставки никотина, отличные от традиционных альтернатив горения, существенно не отошли от доставки посредством традиционных трансдермальных и пероральных путей для включения легочной доставки посредством ингаляции.
[0006] Никотин легче приобрести и хранить в виде табака (или другого растительного материала), чем в очищенной форме (например, никотиновой основы), и никотин в нем более стабилен. Также, использование табака в качестве источника никотина облегчает доставку с ним естественных ароматов. Дополнительно другие алкалоиды, естественно присутствующие в табаке, такие как норникотин, могут доставляться наряду с никотином.
[0007] Однако горение для доставки никотина образует сложную смесь дополнительных соединений и частиц в форме дыма. Близкое к возгоранию тепло или условия высокой температуры (более чем 150°С) для высвобождения никотина из табака требуют достаточной энергии и системы доставки тепла, достаточно сильной для обеспечения требуемого высокого нагревания. Никотин, получаемый из табака при температурах, близких к горению, представляет относительно малую часть никотина, доступного после горения.
[0008] Таким образом, существует потребность в новых способах получения аэрозолей для доставки никотина с использованием табака или других растительных продуктов. В настоящей заявке частично описан способ комбинирования такого никотина с соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы) для доставки в газообразном потоке для генерирования аэрозоля для легочной доставки.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Краткое изложение сущности изобретения
[0010] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу доставки никотина субъекту путем ингаляции, включающему стадии:
a) во-первых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта,
b) во-вторых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), и
c) в-третьих, обеспечения газообразного носителя, содержащего никотин, субъекту.
[0011] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу доставки никотина субъекту путем ингаляции, включающему стадии:
a) во-первых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта и/или другого алкалоида(ов),
b) во-вторых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта, и
c) в-третьих, обеспечения газообразного носителя, содержащего никотин, субъекту.
[0012] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу доставки никотина субъекту путем ингаляции, включающему стадии:
a) размещения первого газообразного носителя в сообщении с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы),
b) размещения второго газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта,
c) объединения первого и второго газообразных носителей в комбинированном газообразном носителе, и
c) обеспечения субъекту комбинированного газообразного носителя, содержащего частицы никотина.
[0013] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацам [0010], [0011] или [0012], в котором источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), содержит множество внутренних зон, содержащих два или более соединений-предшественников.
[0014] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0013], в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), содержит хлорид аммония, а два или более соединений-предшественников включают аммиак и гидрохлорид.
[0015] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацам [0010]-[0013] или [0014], в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), содержит кислоту.
[0016] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0015], в котором кислота представляет собой органическую кислоту.
[0017] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0016], в котором органическая кислота имеет более высокое давление пара, чем основание никотина при данной температуре.
[0018] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0017], в котором данная температура составляет 25, 30, 40, 45, 60, 70 или 100°C.
[0019] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способам по абзацам [0016], [0017] или [0018], в которых кислота выбрана из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутаноевой кислоты, 2-оксооктаноевой кислоты и их комбинаций.
[0020] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способам по абзацам [0010]-[0018] или [0019], в которых образованные частицы никотина имеют Масс-медианный аэродинамический диаметр частиц менее 6 мкм.
[0021] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0020], в котором частицы имеют Масс-медианный аэродинамический диаметр частиц менее 1 мкм.
[0022] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0020], в котором, по меньшей мере, некоторые из частиц имеют Масс-медианный аэродинамический диаметр от 0,5 до 5 мкм.
[0023] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацам [0010]-[0021] или [0022], дополнительно включающему стадию повышения температуры соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), источника соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), никотина и/или другого алкалоида(ов), являющегося источником никотина натурального продукта и/или газообразного носителя.
[0024] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0023], в котором температура повышается, по меньшей мере, до 30 или, по меньшей мере, до 60°C.
[0025] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способам по абзацам [0010]-[0023] или [0024], в которых газообразный носитель содержит, по меньшей мере, 10 мкг никотина в объеме газообразного носителя, подаваемого субъекту.
[0026] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0025], в котором объем газообразного носителя, подаваемого субъекту, обеспечивается в виде одного объема.
[0027] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу прекращения использования табачного продукта, включающему один или более способов по абзацам [0010]-[0025] или [0026] и дополнительно включающему доставку субъекту терапевтически эффективного количества никотина для того, чтобы, по меньшей мере частично, заменить никотин, полученный в результате горения табачного изделия (например, сигарет и сигар).
[0028] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу лечения заболевания, по поводу которого никотин является терапевтически благоприятным, включающему один или более способов по абзацам [0010]-[0025] или [0026], в которых субъекту подается терапевтически эффективное количество никотина.
[0029] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу по абзацу [0028], в котором заболевание выбрано из группы, состоящей из никотиновой зависимости, ожирения, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, язвенного колита, рассеянного склероза и их комбинаций.
[0030] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу замещения табачного продукта, включающему подачу никотина субъекту способами по абзацам [0010]-[0025] или [0026] для замещения никотина, полученного в результате горения табачного продукта (например, сигарет и сигар).
[0031] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к способу уменьшения вредного воздействия табачных продуктов, включающему подачу никотина субъекту способами по абзацам [0010]-[0027] или [0028] для замещения никотина, полученного в результате горения табачного продукта (например, сигарет и сигар).
[0032] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству, сконструированному для обеспечения способности осуществления способов по абзацам [0010]-[0030] или [0031].
[0033] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству для доставки никотина субъекту, содержащему корпус, причем корпус включает:
a) впуск и выпуск, сообщающиеся друг с другом и выполненные так, чтобы газообразный носитель мог проходить в корпус через впуск, через корпус и наружу из корпуса через выпуск, причем устройство продолжается от впуска до выпуска;
b) первую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем первая внутренняя зона включает или источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), или источник никотина в виде натурального продукта,
c) вторую внутреннюю зону в сообщении с первой внутренней зоной, причем вторая внутренняя зона содержит другой источник из перечисленных в стадии b), и
d) если требуется, третью внутреннюю зону в сообщении со второй внутренней зоной и выпуском.
[0034] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству для доставки никотина субъекту, содержащему корпус, причем корпус включает:
a) впуск и выпуск, сообщающиеся друг с другом и выполненные так, чтобы газообразный носитель мог проходить в корпус через впуск, через корпус и наружу из корпуса через выпуск, причем устройство продолжается от впуска до выпуска;
b) первую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем первая внутренняя зона включает источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы),
c) вторую внутреннюю зону в сообщении с впуском, причем вторая внутренняя зона содержит источник никотина в виде натурального продукта, и
d) если требуется, третью внутреннюю зону в сообщении с первой и второй внутренними зонами и выпуском.
[0035] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству по абзацу [0033] или [0034], в котором частичный вакуум на выпуске способен вызывать прохождение газообразного носителя через впуск, первый отсек, второй отсек, третий отсек, если он присутствует, и затем через выпуск.
[0036] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0033], [0034] или [0035], в которых источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), содержит адсорбционный элемент с соединением для образования частиц, содержащим никотин и/или другой алкалоид(ы), адсорбированным на нем.
[0037] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству по абзацу [0036], в котором адсорбционный элемент или элементы включает, по меньшей мере, одно из стекла, алюминия, полиэтилентерефталата (PET), полибутилентерефталата (PBT), политетрафторэтилена (PTFE или TEFLON®), расширенного политетрафторэтилена (ePTFE) (ePTFE описан, например, в патенте США № 4830643), и BAREX®.
[0038] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0033]-[0036] или [0037], дополнительно включающим первый резервуар, сообщающийся с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), причем первый резервуар содержит соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы).
[0039] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0033]-[0037] или [0038], включающим третью внутреннюю зону, причем третья внутренняя зона, если требуется, содержит элемент турбулентности газообразного носителя и/или элемент дополнительного источника.
[0040] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0033]-[0038] или [0039], дополнительно содержащим элемент внутренней зоны, сообщающийся с выпуском, если требуется, включающим очищающий агент.
[0041] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству по абзацу [0040], в котором очищающий агент содержит активированный уголь.
[0042] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0039], [0040] или [0041], в которых элемент третьей внутренней зоны содержит ароматизирующий агент.
[0043] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0039] или [0042], в которых элемент третьей внутренней зоны содержит лекарственный препарат.
[0044] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству по абзацу [0043], в котором лекарственный препарат содержит никотин.
[0045] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройствам по абзацам [0033]-[0043] или [0044], в которых корпус имитирует изделие для курения табака.
[0046] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к устройству по абзацу [0045], в котором изделие для курения табака представляет собой сигарету.
[0047] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к любому из способов или устройств по абзацам [0010]-[0045] или [0046], в которых источник никотина в виде натурального продукта был обработан для увеличения высвобождения летучего никотина и/или другого алкалоида(ов) из источника никотина в виде натурального продукта одним или более из следующих:
- измельчением источника никотина в виде натурального продукта, таким как разрезание, крошение или помол,
- повышением pH источника никотина в виде натурального продукта выше естественного pH, например выше pH 8,0, выше pH 9,0 или выше pH 10,0,
- смешиванием или гомогенизацией источника никотина в виде натурального продукта для получения сжиженной суспензии, если требуется, осветленной для удаления от части до всего материала в виде частиц,
- добавлением никотиновой основы к источнику никотина в виде натурального продукта,
- обработкой источника никотина в виде натурального продукта ферментами или детергентами для разрушения целлюлозы, содержащейся в нем, для придания никотину большей доступности для высвобождения посредством испарения или других средств,
- использованием молекулярных сит или других осушителей для снижения содержания воды в источнике никотина в виде натурального продукта для увеличения относительной концентрации никотина,
- использованием раствора с высоким содержанием соли (например, насыщенного раствора NaCl или рассола) для экстракции никотина и других алкалоидов. В определенных вариантах осуществления, раствор с высоким содержанием соли вступает в контакт с источником никотина (например, табачным листом) при ≥25°C и/или ≥ pH 7,0 для увеличения количества экстрагированного никотина. См. «Предварительное исследование способов экстракции никотина для экстракции из листьев с высоким содержанием никотина» http://tobaccodocuments.org/lor/89651655-1665.html. В других вариантах осуществления, никотину и раствору с высоким содержанием соли может быть придана основность и/или нагревание для концентрирования экстрагированного никотина в отдельную фазу для усиленного испарения. За первой обработкой при ≥25°C и/или ≥ pH 7,0 может следовать вторая обработка для придания полученному экстракту основности и/или нагревания.
[0048] В некоторых вариантах осуществления, описание относится к любым способам или устройствам по абзацам [0010]-[0045] или [0047], в которых температура одного или более из a) источника никотина, b) источника соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), и/или c) газообразного источника составляет ниже 150°C, предпочтительно, ниже 100°C, например 25, 30, 40, 45, 60, 70 или 80±5°C.
[0049] Выше достаточно широко очерчены признаки и технические преимущества настоящего обретения для лучшего понимания следующего детального описания изобретения. Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут описаны ниже в настоящей заявке, что составляет предмет формулы настоящего изобретения. Специалистам в данной области следует понимать, что описанную концепцию и определенный вариант осуществления можно легко использовать в качестве основы для модификации или конструирования других структур для осуществления одинаковых назначений настоящего изобретения. Специалистам в данной области следует также осознавать, что такие эквивалентные конструкции не отходят от сущности и объема изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения. Новые признаки, которые считаются характерными для изобретения и относительно его организации и способа реализации, вместе с другими целями и преимуществами, будут лучше понятны из следующего описания при рассмотрении в связи с сопровождающими чертежами. Однако следует с очевидностью понимать, что каждый из чертежей представлен только с целью иллюстрации и не предназначен в качестве определения пределов настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0050] Для более полного понимания настоящего изобретения, теперь делается ссылка на следующее описание, взятое в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
[0051] Фиг.1 представляет собой вид в плане иллюстративного устройства доставки.
[0052] Фиг.2A-C представляют собой набор упрощенных схематических изображений экспериментального устройства, используемого в некоторых из рабочих примеров. Фиг.2A - компоненты миниатюризированного аэрозольного устройства, используемого в рабочих примерах: 1. Тефлоновая трубка (внутренний диаметр 8 мм и длина 10 см), 2. Тефлоновая кольцевая прокладка (наружный диаметр 7 мм), 3. Свернутый экран их нержавеющей стали (внутренний диаметр 4 мм и длина 6 см), 4. Пробка воздушного освежителя, 5. Тефлоновая трубка (наружный диаметр 7 мм). Фиг.2B - компоненты в собранном устройстве: 10. Наружный корпус для пировиноградной кислоты и табачных источников, 20. Табачный источник, 30. Источник пировиноградной кислоты. Фиг.2C - собранная, последовательная конструкция устройства доставки никотина: 20. Увлажненная табачная смесь, упакованная в пространство между свернутым экраном из нержавеющей стали и тефлоновым наружным корпусом, 30. Пировиноградная кислота в пробке воздушного освежителя, 60. Зазор между источником пировиноградной кислоты и табачным источником (2 см), 40. Впуск воздуха, 50. Выпуск для табачного аэрозоля.
[0053] Фиг.3-7 - ионные хроматограммы различных экстрактов.
[0054] Термин «частица», используемый в настоящем описании, может относиться к капельке жидкости, твердому веществу в виде частиц или комбинации их обоих, такой как капелька жидкости с активным центром из твердой частицы.
[0055] Используемый в настоящем описании термин «терапевтически эффективное количество» может относиться к концентрации или количеству никотина, которое обеспечивает достижение терапевтического эффекта у субъекта, в целом у человека. У субъекта имеется улучшение состояния при заболевании или определенной медицинской патологии. Улучшение состояния представляет собой любое облегчение или излечение симптомов, связанных с заболеванием. Улучшение состояния представляет собой наблюдаемый или определяемый исход в виде объективного улучшения здоровья субъекта. Таким образом, специалист в данной области понимает, что лечение может улучшить состояние пациента при заболевании, но может не представлять собой полное излечение заболевания. Терапевтический эффект в некоторых вариантах осуществления может включать снижение или устранение стремления к никотину у субъекта, страдающего никотиновой зависимостью, или у субъекта, испытывающего симптомы абстиненции при отмене использования никотина.
[0056] Способы, описанные в настоящей заявке, относятся к удивительному обнаружению, относящемуся к дозе никотина, получаемой из устройств доставки никотина, в которых используется табак в качестве источника никотина. Заявители неожиданно идентифицировали способы увеличения дозы никотина, доставляемой субъекту, на единицу массы табака. Значение данного обнаружения заключается в улучшенной способности заменять доставку никотина, которую субъекты испытывают при курении сигарет аналогичных продуктов горения табака. При улучшенных профилях доставки никотина, субъекты, применяющие способы, описанные в настоящей заявке, будут обеспечены более совершенной заместительной никотиновой терапией во время попыток прекращения курения, уменьшением вреда и/или замещением. Указанные обнаруженные феномены могут дополнительно применяться к другим алкалоидам из табака, а также никотину и другим алкалоидам из других растений и других натуральных источников.
[0057] В некоторых вариантах осуществления, способы включают стадию приведения газообразного носителя в сообщение с источником никотина и/или другим алкалоидом (алкалоидами). Газообразный носитель в указанных вариантах осуществления затем комбинируется с соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), способные улучшить образование частиц, имеющих размер, подходящий для легочной доставки. В некоторых вариантах осуществления, соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), способно взаимодействовать с никотиновой основой для образования соли. В предпочтительных вариантах осуществления, частицы имеют Масс-медианный аэродинамический диаметр менее 6 мкм, предпочтительнее, менее чем 1 мкм. (Определение Масс-медианного аэродинамического диаметра описано в публикации Katz IM, Schroeter JD, Martonen TB, Factors affecting the deposition of aerosolized insulin, Diabetes Technology & Therapeutics, vol. 3 (3), 2001, pp 387-397, включенной за указанную информацию в настоящее описание путем ссылки).
[0058] Газообразный носитель и его источник
[0059] Газообразный носитель может представлять собой любой газ, способный содержать никотиновый пар, включающий пар никотиновой основы, и соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Специалист в данной области легко сможет выбрать целесообразный газообразный носитель на основании предполагаемого применения, форму никотина и определенные соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). В предпочтительных вариантах осуществления, газообразный носитель является по существу инертным в отношении формы никотина и/или соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), по крайней мере, в течение периода времени, предусмотренного для доставки субъекту. В некоторых вариантах осуществления, газообразный носитель представляет собой окружающий воздух. В других вариантах осуществления, газообразный носитель представляет собой по существу чистый газ, такой как диоксид углерода или газообразный азот или смесь таких газов. В таких вариантах осуществления, газообразный носитель подается из контейнера, предназначенного для содержания и доставки газообразного носителя таким образом, чтобы осуществить описанные в настоящей заявке способы. Например, в вариантах осуществления, в которых используются ингаляционные устройства, подающие отмеренную дозу, газообразный носитель может содержать гидрофторуглероды (HFA) в качестве газов-вытеснителей. В некоторых из указанных вариантов осуществления, HFA представляют собой один или более из HFA 134a и HFA 227.
[0060] Соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы)
[0061] Соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), представляют собой соединения, способные увеличивать общую концентрацию частиц никотина или в 1) газообразном носителе, нагруженном паром никотина, или 2) газообразном носителе, нагруженном соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), и затем помещения в сообщение с никотиновым источником. Никотин имеет давление пара 0,04 мм рт.ст. при 25°C. Соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), имеющих давление пара больше, чем никотина, при данной температуре, особенно предпочтительно, если используются окружающие температуры. Неограничивающие примеры включают неорганические кислоты, такие как хлористоводородная, бромистоводородная или серная кислота, и органические кислоты, включая насыщенные и ненасыщенные алифатические кислоты, насыщенные и ненасыщенные алициклические кислоты, ароматические кислоты (включая гетероциклические ароматические кислоты), поликарбоновые кислоты, гидрокси-, алкокси-, кето- и оксокислоты, тиокислоты, аминокислоты, и каждую из предшествующих кислот, если требуется, замещенные одним или более гетероатомами, включая без ограничения галогены. В некоторых вариантах осуществления, соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), представляет собой карбоновую кислоту. В некоторых из указанных вариантов осуществления, карбоновая кислота относится к классу, называемому «2-оксокислоты». В некоторых из указанных вариантов осуществления, карбоновая кислота относится к классу α-Кетокислот, известному как «2-Кетокислоты». В некоторых из указанных вариантов осуществления, кислота выбрана из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутаноевой кислоты, 2-оксооктаноевой кислоты и их комбинаций. В некоторых вариантах осуществления, соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), образует твердые частицы, например солевые частицы. Варианты осуществления, включающие такие частицы соли никотина, имеют преимущество в том, что они являются нейтрализованными, так что удается избежать резкого, неприятного запаха никотиновой основы. В других вариантах осуществления, соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), образует аэрозоль капелек жидкости.
[0062] Альтернативно, соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), образуют аэрозоль из частиц, частицы которого могут, например, абсорбировать или адсорбировать никотиновую основу. В определенных вариантах осуществления, аэрозоль из частиц включает частицы хлорида аммония. В вариантах осуществления, включающих образование частиц никотина или адсорбцию/абсорбцию на частицы, образованные частицы предпочтительно имеют размер менее 6 мкм, предпочтительнее, менее чем 5 мкм или менее чем 1 мкм.
[0063] Источники никотина и/или другого алкалоида (алкалоидов)
[0064] Любые натуральные материалы, содержащие никотин и/или другой алкалоид(ы), могут подходить для использования в качестве источника никотина. Предпочтительны растительные материалы, в частности табак. В качестве примера, последующее обсуждение конкретно относится к никотину из табака.
[0065] Для улетучивания достаточного количества никотинового пара из табака может регулироваться ряд параметров, включая: a) температуру воздушного потока, поступающего в табак; b) концентрацию никотина табака; и/или c) добавление других (предпочтительно, нелетучих) щелочных веществ (например, оксида кальция, или гидроксида кальция, или гидроксида натрия, или бикарбоната натрия, или гидроксида калия, или карбоната калия) к табаку (как в водном растворе) для содействия освобождению никотинового пара; d) переваривание растения другими агентами, например, перед ощелачиванием, может выполняться для оптимизации выхода никотина.
[0066] Источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы)
[0067] В некоторых вариантах осуществления способов, газообразный носитель обеспечивается предварительно комбинированным с соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Другие варианты осуществления способов, описанных в настоящей заявке, включают стадию загрузки газообразного носителя соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), перед или одновременно с прохождением газообразного носителя по источнику никотина. Альтернативно, газообразный носитель может сначала загружаться газом или паром никотина и затем комбинироваться с соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Последовательное расположение, такое как указанно выше, имеет преимущество с точки зрения минимизации общего объема воздуха, вдыхаемого на одну затяжку дыма, с тенденцией максимизации концентрации никотина. Альтернативно, может использоваться параллельное расположение, в котором газообразный носитель загружен никотином и соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), отдельно, и указанные два компонента объединяются для образования газообразного носителя с частицами никотина. При параллельном расположении можно избежать потенциальных препятствий (например, ограничивающих отверстий) потоку аэрозольных частиц через устройство. Параллельное расположение также может в некоторых вариантах осуществления уменьшить снижение выхода никотина в течение затяжек, которое иногда наблюдается при последовательном расположении.
[0068] В вариантах осуществления, включающих стадию загрузки газообразного носителя (с никотином или без него) соединением для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), в целом обеспечивается в форме источника соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Газообразный носитель в указанных вариантах осуществления в целом вводится в прямое сообщение с источником с тем, чтобы соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), могло поступить в газообразный носитель из источника. В других вариантах осуществления, соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), и никотин комбинируются с газообразным носителем отдельно, и затем указанные два компонента комбинируются для образования частиц в газообразном носителе. В некоторых вариантах осуществления, источники соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), включают элементы источника, содержащие материалы, которые адсорбируют или абсорбируют соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Материалы элементов источника в целом должны быть инертными в отношении соединения для образования частиц, содержащего никотин и/или другой алкалоид(ы). В некоторых вариантах осуществления, соединение для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), представляет собой кислоту, как описано выше. Неограничивающие примеры материалов адсорбционных элементов для таких вариантов осуществления включают стекло, нержавеющую сталь, алюминий, PET, PBT, PTFE, ePTFE и BAREX®. Неограничивающие примеры материалов абсорбционных элементов для таких вариантов осуществления включают PE и PP.
[0069] Источник соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), может в некоторых вариантах осуществления быть или находиться в сообщении с резервуаром соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). В некоторых вариантах осуществления, резервуар содержит объем соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), в жидкой форме, причем резервуар для жидкости сообщается с адсорбирующим или абсорбирующим элементом источника. В других вариантах осуществления, резервуар никотина представляет собой или образует часть элемента источника. Неограничивающим примером такого комбинированного источника и резервуара мог бы быть материал (например, PE или PP), насыщенный раствором соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). В определенных вариантах осуществления, резервуар обеспечивает достаточное количество раствора для обеспечения возможности устройству доставки подавать терапевтически эффективные дозы никотина в течение желательной временной рамки. Неограничивающими примерами могли бы быть устройства, способные доставлять достаточное количество соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы), для обеспечения возможности подачи от 0 до 100 мкг никотина на «затяжку» объемом 35 см3 газообразного носителя для желательного числа затяжек в день (например, 200) в течение желательного числа дней (например, 1-7 дней). В определенных вариантах осуществления, количество доставляемого никотина составляет от 10 до 110, от 20 до 100, от 50 до 100 или от 40 до 60 мкг никотина на «затяжку» объемом 35 см3. Варианты осуществления, при которых доставляются 0 мкг никотина, в целом предназначены служить конечными точками программы постепенного прекращения употребления никотина.
[0070] Температура
[0071] В некоторых вариантах осуществления способов, способ включает стадию увеличения температуры одного или нескольких газообразных носителей, табака или другого растительного продукта, используемого в качестве источника никотина и/или другого алкалоида (алкалоидов), и соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Такие стадии контроля температуры в целом используются для регулирования или дополнительного увеличения количества доставляемого никотина. В некоторых вариантах осуществления, увеличение температуры в целом используется, только если иначе следовало бы ожидать падения уровней доставляемого никотина ниже желательного минимума. В некоторых вариантах осуществления, это может составлять более чем 20 мкг, предпочтительно, более чем 30 мкг, а предпочтительнее, более чем 40 мкг никотина на затяжку (puff) объемом 35 см3. Например, обычной целевой концентрацией подачи является 40-50 мкг никотина на затяжку дыма объемом 35 см3, измеренной методикой, хорошо известной в области доставки никотина. См. монографию The FTC Cigarette Test Method for Determining Tar, Nicotine and Carbon Monoxide Yield of U.S. Cigarettes: Report of the NCI Ad Hoc Committee. Smoking and Tobacco Control Monograph #7. Dr. R. Shopland (Ed.). Darby, PA: Diane Publishing Co, 1996. В некоторых вариантах осуществления, в целом, сначала используется более низкая температура с увеличением температуры во времени для поддержания желательной доставляемой концентрации никотина из источника никотина. В других вариантах осуществления, во время использования поддерживается постоянная температура. В некоторых вариантах осуществления, температура повышается до максимума 100°C, максимума 70°C, максимума 80°C или температура повышается до 80±5°C. Например, газообразный носитель или растительные материалы могут нагреваться до 60°C для содействия длительному высвобождению никотина и доставки в течение множественных затяжек в желательном диапазоне концентрации никотина (например, от 20 до 50 мкг на затяжку). Регулирование температуры может в некоторых вариантах осуществления осуществляться элементом регулировки температуры. Такие элементы могут представлять собой любой известный механизм, способный достичь желательной целевой температуры для газообразного носителя, никотина и/или соединения (соединений) для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы).
[0072] В конкретных вариантах осуществления, такая же методика, которая используется для ощелачивания источника никотина (например, табака) оксидом кальция, или гидроксидом кальция, или гидроксидом натрия, или бикарбонатом натрия, или карбонатом калия, или гидроксидом калия, посредством этого увеличивая образование пара никотина, может также использоваться для нагрева табака, дополнительно увеличивая высвобождение никотина. Например, гидроксид натрия при растворении в воде освобождает тепло экзотермической реакцией.
[0073] В настоящем описании представлены способы доставки никотина и/или другого алкалоида (алкалоидов) из источников никотина в виде натуральных продуктов, таких как табак, при величинах температуры ниже 150°C. Данные относительно низкотемпературных вариантов осуществления в целом имеют преимущество уменьшения сложности соединений, высвобождаемых из никотина и/или других источников алкалоида (алкалоидов). Например, подозревается, что специфические для табака нитрозамины, такие как 4-(метилнитрозамино)-l-(3-пиридил)-l-бутанон (NNK) и N'-нитрозонорникотин (NNN), являются канцерогенами. См. публикацию Hecht, SS; Hoffmann, D. Tobacco-specific nitrosamines, an important group of carcinogens in tobacco and tobacco smoke. Carcinogenesis. 1988; 9:875-884. Указанные соединения имеют известные точки кипения выше 150°C. См. монографии Some Tobacco-specific N-Nitrosamines, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Human, IARC Monographs, Volume 89 (2007); ISBN-13 9789283212898. Низкотемпературные варианты осуществления настоящего изобретения, работающие ниже 150°C, предпочтительно, ниже 100°C, например при 80±5°C, впервые способны и продуцировать достаточное количество пара никотина из табака для доставки терапевтически эффективных доз никотина на «затяжку» объемом 35см3 и в то же время избегать повышенного увеличения летучести специфических для табака нитрозаминов, которое происходит выше их точки кипения (например, выше 150°C). Значение низкотемпературных вариантов осуществления для уменьшения числа высвобождаемых соединений демонстрируется ниже в примере 10. Низкотемпературный вариант осуществления тестируется на высвобождение азотосодержащих соединений. Низкотемпературный вариант осуществления сравнивается с типичной выпускаемой промышленностью сигаретой. Как показано и хорошо известно, сигаретный дым содержит сложную смесь азотосодержащих соединений, таких как обсужденные выше специфические для табака нитрозамины. Испытанный низкотемпературный вариант осуществления обеспечивает доставку никотина, в то же время, в сущности, устраняя высвобождение других азотосодержащих соединений присутствующих в сигаретном дыме. Значение низкой температуры дополнительно демонстрируется сравнением с высокотемпературной, негорючей системой Accord. В устройстве Accord используется электрический нагреватель для повышения температуры табака приблизительно до 950°F (510°C). Holzman, D. "Safe Cigarette Alternatives? Industry Critics Say 'Not Yet'" Journal of the National Cancer Institute 1999 91(6):502-504; doi:10.1093/jnci/91.6.502. Данная температура намного ниже точки возгорания для табака (приблизительно 1650°F (≈899°C)). На основании приведенного выше обсуждения в отношении специфических для табака нитрозаминов можно было бы прогнозировать, что система Accord все же подает сложную комбинацию азотистых соединений (хотя явно меньше, чем та, которая наблюдается в табачном дыме). По сравнению с системой Accord, низкотемпературные варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, представляют явное продвижение в уменьшении сложности совместно высвобождаемых азотистых соединений в устройстве доставки никотина на основе табака. Данные варианты осуществления также имеют преимущество снижения или устранения побочного дымового потока между затяжками и/или дыма, выделяющегося в окружающую атмосферу и создающего вред пассивного курения.
[0074] Устройства
[0075] Способы, описанные в настоящей заявке, в целом осуществляются с использованием специально выполненных устройств доставки, сконструированных для осуществления способов, описанных в настоящей заявке, во время работы устройства. Специалист в данной области способен сконструировать и изготовить разнообразные устройства доставки с использованием описанных выше руководствующих рекомендаций. Однако заявители представляют в настоящей заявке ряд конфигураций устройств доставки для дополнительной иллюстрации описанных в настоящей заявке способов и их практического применения приведением определенных примеров. Газообразный носитель, доставляемый пользователю устройства, может включать терапевтически эффективную дозу никотина для прекращения курения, уменьшения вредных воздействий и/или замещения. Предпочтительные варианты осуществления устройства доставки представляют собой системы для легочной доставки. Системы легочной доставки способны обеспечить подачу стабильных доз с подходящим размером частиц и низкой вариабельностью размера частиц в глубокие отделы легких. Из различных неинвазивных доступных технологий доставки, включая интраназальную, трансдермальную, буккальную и безыголочные инъекции, легочная доставка обеспечивает уникальную возможность точного титрования дозы, быстрого всасывания и высокой биодоступности для доставки новых терапевтических средств и улучшения доставки существующих соединений.
СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0076] Скрининг подходящей экспериментальной конструкции для образования аэрозоля на основе табака
[0077] Тестировали несколько экспериментальных конструкций, как описано выше, для оценки генерирования частиц аэрозоля путем обеспечения возможности взаимодействия пара кислоты с паром основания.
[0078] ЭКСПЕРИМЕНТ №1: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД ТАБАЧНЫМ ПОРОШКОМ С ДОБАВКОЙ НИКОТИНОВОЙ ОСНОВЫ
[0079] Цель: Настоящие эксперименты были предназначены для исследования доставки никотина в форме аэрозоля, когда пар пировиноградной кислоты пропускается над табачной смесью с добавкой никотиновой основы в количестве 20% масс./масс. сухой массы табака.
[0080] Материалы и метод:
[0081] Табачная смесь: Табак из двух сигарет Marlboro Lights растирали в порошок в ступке пестиком для получения грубого порошка табака и переносили в пробирку с боковым ответвлением. Масса порошка составляла 1,34 г, и примерно 268 мкл никотиновой основы (20% относительно массы сухого порошка) добавляли к порошку. Порошок тщательно смешивали (используя лопатку) с добавленной никотиновой основой. Объем никотиновой основы был небольшим по сравнению с массой порошка, и, таким образом, порошок не был насыщен никотином.
[0082] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением и поток воздуха вводили через пастеровскую пипетку.
[0083] Процедура тестирования: Две идентичные стеклянные пробирки с боковым ответвлением (Пробирка A и B) использовали для данного эксперимента. Пробирка A содержала примерно 2 мл пировиноградной кислоты, а Пробирка B содержала табачную смесь (табачный порошок с добавкой 20% масс./масс. никотиновой основы). Пары пировиноградной кислоты (Пробирка A) пропускали над табачной смесью (Пробирка B) и выпуск из пробирки B соединяли с фильтром Cambridge для сбора продукта реакции после проталкивания объема 35 см3 воздуха в течение 2 секунд (с интервалом 5 секунд) в течение 10 раз (10 «затяжек» дыма) или 20 раз (20 «затяжек» дыма) использованием автоматического шприцевого насоса. Образование пара в Пробирке A усиливалось пробулькиванием воздуха через стеклянную пипетку, присоединенную к ней.
[0084] Результаты:
[0085] Образование плотного облака наблюдали после пропускания пировиноградной кислоты над смесью табачного порошка с добавкой 20% масс./масс. никотиновой основы. Средние количества никотина, доставляемого в каждой из 10 «затяжек» дыма объемом 35 см3, представлены в таблице 1.
[0086]
|
Таблица 1
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над смесью табачного порошка с добавкой 20% никотиновой основы при комнатной температуре |
|
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/«затяжку» дыма |
| Пропускание пировиноградной кислоты над табачным порошком-1 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 24,88 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над табачным порошком-2 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 4,92 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над табачным порошком-3 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 3,65 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над табачным порошком-4 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 4,01 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над табачным порошком-5 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 0,91 |
| Среднее содержание никотина (в 50 «затяжках» дыма)/ «затяжку» дыма=7,67 | |
| Примерно 2 мл насыщенного раствора карбоната калия, добавленные в стеклянную пробирку с боковым ответвлением, которые содержали табачный порошок и 268 мкл никотиновой основы | |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-1 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 14,13 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-2 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 12,20 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-3 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 12,93 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-4 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 12,26 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-5 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 21,41 |
| Среднее содержание никотина (в 50 «затяжках» дыма)/затяжку =14,59 |
[0087] Обсуждение:
[0088] Доставка никотина в первые 10 затяжек (средняя величина 24,88 мкг/затяжку) с образованием плотного видимого облака, наблюдавшегося во время эксперимента, свидетельствует о том, что использование табачного порошка с добавкой 20% масс./масс. никотиновой основы представляет собой успешную стратегию для получения целевой (минимум 10 мкг/затяжку) доставки никотина в форме аэрозоля. Однако имелся феномен резкого спада, наблюдавшийся от затяжки № 11 до затяжки № 50, хотя в пробирке имелось значительное количество никотина (268 мг никотина). Спад мог быть вызван недостаточным объемом никотиновой основы (отношение жидкости к порошку) для покрытия/увлажнения всего количества табачного порошка, что привело к неправильному распределению. Для того чтобы сделать добавляемое количество никотиновой основы доступным на поверхности для образования аэрозоля паром пировиноградной кислоты, заявители добавляли примерно 2 мл насыщенного раствора карбоната калия в стеклянную пробирку, в которой содержался табачный порошок с добавкой 20% масс./масс. никотиновой основы, и собирали 50 «затяжек» дыма. Доставка никотина была постоянной без какого-либо резкого спада, а также средняя доставка никотина увеличилась вдвое (приблизительно 14 в сравнении с 7 мкг/затяжку). Полученные данные указывают на то, что табачный порошок должен увлажняться или пропитываться щелочной средой для поддерживаемой доставки никотина с пировиноградной кислотой.
[0089] ЭКСПЕРИМЕНТ №2: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД ЩЕЛОЧНОЙ СМЕСЬЮ ТАБАКА С ДОБАВЛЕНИЕМ 20% НИКОТИНОВОЙ ОСНОВЫ
[0090] Цель:
[0091] Настоящие эксперименты были предназначены для исследования доставки никотина в форме аэрозоля, когда пар пировиноградной кислоты пропускался над табачной смесью с добавкой никотиновой основы в количестве 20% масс./масс. сухой массы табака и ощелаченной насыщенным раствором извести (оксида кальция).
[0092] Материалы и метод:
[0093] Табачная смесь: примерно 1,5 г табака из сигарет Marlboro Lights истирали в порошок и смешивали с 300 мкл никотиновой основы (20% масс./масс. табачного порошка). После ожидания в течение 10 минут смесь затем переносили в стеклянную пробирку с боковым ответвлением и обрабатывали 5 мл насыщенного раствора оксида кальция. Смеси давали возможность осесть в течение 2 часов при комнатной температуре и измеряли pH. pH табачной смеси с добавкой никотина составил 11,91.
[0094] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением и воздушный поток вводили через пастеровскую пипетку.
[0095] Процедура тестирования: В данном эксперименте следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключением того, что пробирка B содержала 1,5 г порошка табака из сигарет, 300 мкл никотиновой основы и 5 мл насыщенного раствора оксида кальция.
[0096] Результаты:
[0097] Наблюдалось видимое образование частиц никотина, и средние количества никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек объемом 35 см3, представлены в таблице 2.
[0098]
|
Таблица 2
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над щелочной табачной смесью с добавкой 20% никотиновой основы при комнатной температуре |
|
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку дыма |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-1 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 27,83 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-2 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 28,78 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-3 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 16,90 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-4 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 25,37 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-5 с добавкой 20% масс./масс. никотина | 14,31 |
| Среднее содержание никотина (в 50 затяжках)/затяжку=22,64 |
[0099] Обсуждение:
[0100] Данные по доставке никотина ясно продемонстрировали, что доставка никотина увеличивалась, когда табачный порошок с добавкой 20% никотина пропитывали насыщенным раствором оксида кальция. Более высокий pH, вероятно, содействует увеличенному образованию аэрозоля никотина. Дополнительно доставка никотина была стабильна с приемлемой вариабельностью в течение, по меньшей мере, 50 затяжек дыма.
[0101] ЭКСПЕРИМЕНТ №3: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД ЩЕЛОЧНОЙ СМЕСЬЮ ТАБАКА С ДОБАВЛЕНИЕМ 10% НИКОТИНОВОЙ ОСНОВЫ
[0102] Цель:
[0102] Реакция между водой и пеллетами гидроксида натрия является экзотермической, и, следовательно, заявители высказывают гипотезу, что увеличенная температура вследствие экзотермической реакции увеличила бы доставку никотина. Поэтому заявители поставили цель использовать преимущество тепла, генерируемого (in situ) экзотермической реакцией, для улучшения доставки аэрозоля никотина. В качестве предварительного эксперимента, заявители начали с табачного порошка с добавкой 10% масс./масс. никотиновой основы.
[0103] Материалы и метод:
[0104] Табачная смесь: Примерно 750 мг табака из сигареты Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали с 10% никотиновой основы (75 мкл). Примерно 2 г пеллетов гидроксида натрия истирали в грубый порошок и смешивали с табачным порошком в стеклянную пробирку с боковым ответвлением. Затем в стеклянную пробирку с боковым ответвлением добавляли 3 мл воды и температуру и pH измеряли, соответственно 60°C и 8,7.
[0105] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением для каждого эксперимента и поток воздуха вводили через пастеровскую пипетку.
[0106] Процедура тестирования: Следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключение того, что пробирка B содержала 750 мг порошкообразного табака из сигареты, 75 мкл никотиновой основы и 3 мл дистиллированной воды.
[0107] Результаты:
[0108] Наблюдалось видимое образование частиц, и средние количества никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек объемом 35 см3, представлены в таблице 3.
[0109]
|
Таблица 3
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над щелочной табачной смесью с добавкой 10% никотиновой основы при комнатной температуре |
|
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку дыма |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-1 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 19,35 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-2 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 19,24 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-3 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 17,86 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-4 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 14,75 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-5 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 12,06 |
| Среднее содержание никотина (в 50 затяжках)/затяжку=16,65 |
[0110] Обсуждение:
[0111] Данные по доставке никотина продемонстрировали, что экзотермическая реакция повышала доставку никотина, обеспечивая возможность добавления никотина табака с 20% до 10%. Другими словами, добавка 10% никотина в табак в комбинации с нагреванием (в результате экзотермической реакции) давала доставку никотина, аналогичную доставке табака с 20% добавкой никотина при комнатной температуре. Настоящие результаты являются очень вдохновляющими, поскольку сообщалось, что некоторые виды табака содержат от 8 до 10% никотина в листе. Поэтому, следовательно, можно было получить образование аэрозоля никотина использованием листьев натурального табака вместо табака с 10% добавкой никотина. Линейный тип спада в настоящем эксперименте может коррелироваться со сниженной температурой (зависимая от температуры доставка) табачной смеси. Заявители высказали гипотезу, что указанный спад может быть компенсирован поддержанием температуры в течение всего эксперимента.
[0112] ЭКСПЕРИМЕНТ №4: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД НАГРЕТЫМ ОЩЕЛАЧЕННЫМ ТАБАКОМ С ДОБАВЛЕНИЕМ 10% НИКОТИНОВОЙ ОСНОВЫ
[0113] Цель:
[0114] Заявители структурировали данный эксперимент для исследования воздействия температуры на доставку никотина. В данном эксперименте, водяная баня служила в качестве источника тепла для нагревания табачной смеси, в которую добавляли 10% масс./масс. никотиновой основы.
[0115] Материалы и метод:
[0116] Табачная смесь: Примерно 750 мг табака из сигарет Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали с 10% никотиновой основы (75 мкл). Примерно 2 г пеллетов гидроксида натрия истирали в грубый порошок и смешивали с табачным порошком в стеклянной пробирке с боковым ответвлением. Затем, в стеклянную пробирку с боковым ответвлением добавляли 3 мл воды, и измеренная температура составляла 60°C. pH табачной смеси с добавкой никотина составил 8,7.
[0117] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением для каждого эксперимента и воздушный поток вводили через пастеровскую пипетку.
[0118] Процедура тестирования: Следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключением того, что пробирка B содержала 750 мг порошкообразного табака из сигареты, 75 мкл никотиновой основы и 3 мл дистиллированной воды, и стеклянную пробирку с боковым ответвлением погружали в водяную баню. Температура водяной бани для эксперимента находилась в диапазоне от 88 до 96,2°C.
[0119] Результаты:
[0120] Наблюдалось образование видимых частиц никотина. Экспериментальные результаты по средним количествам никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек объемом 35 см3, представлены в таблице 4.
|
Таблица 4
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над нагретой табачной смесью с добавкой 10% никотина |
||
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку дыма | Температура (°С) |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-1 с добавкой 10% | 88,52 | 88,5 |
| масс./масс. никотина | ||
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-2 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 65,69 | 88,8 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-3 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 71,79 | 90,0 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-4 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 64,15 | 92,8 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-5 с добавкой 10% масс./масс. никотина | 54,88 | 96,2 |
| Среднее содержание никотина (в 50 затяжках)/затяжку=69,00 |
[0121] Обсуждение:
[0122] Данные по доставке никотина показали, что тепло резко увеличивало доставку никотина. Хотя имеется некоторая вариабельность доставки никотина, нет линейного типа спада. Следовательно, можно сделать вывод, что воздействие тепла на табак с никотиновой добавкой значительно увеличивало аэрозольную подачу никотина, а также помогало уменьшить спад.
[0123] ЭКСПЕРИМЕНТ №5: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД НАГРЕТЫМ ОЩЕЛАЧЕННЫМ ТАБАКОМ С ДОБАВЛЕНИЕМ 5% НИКОТИНОВОЙ ОСНОВЫ
[0124] Цель:
[0125] Заявители структурировали данный эксперимент для исследования воздействия температуры на доставку никотина, когда пар пировиноградной кислоты пропускали над табаком с добавкой 5% масс./масс. никотиновой основы.
[0126] Материалы и метод:
[0127] Табачная смесь: Примерно 750 мг табака из сигарет Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали с 5% никотиновой основы (37,5 мкл). Примерно 2 г пеллетов гидроксида натрия истирали в грубый порошок и смешивали с табачным порошком в стеклянной пробирке с боковым ответвлением. Затем, в стеклянную пробирку с боковым ответвлением добавляли 3 мл воды, и измеренная температура составляла 80°C. pH табачной смеси с добавкой никотина составил 8,7.
[0128] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением для каждого эксперимента и воздушный поток вводили через пастеровскую пипетку.
[0129] Процедура тестирования: Следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключением того, что пробирка B содержала 750 мг порошкообразного табака из сигареты, 37,5 мкл никотиновой основы и 3 мл дистиллированной воды, и стеклянную пробирку с боковым ответвлением погружали в водяную баню. Температура водяной бани для эксперимента находилась в диапазоне от 87,2 до 88,5°C.
[0130] Результаты:
[0131] Наблюдалось образование видимых частиц никотина. Экспериментальные результаты по средним количествам никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек объемом 35 см3, представлены в таблице 5.
[0132]
|
Таблица 5
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над нагретой табачной смесью с добавкой 5% никотиновой основы |
||
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку | Температура (°С) |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-1 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 71,02 | 88,5 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-2 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 81,60 | 87,9 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-3 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 64,19 | 87,2 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-4 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 62,84 | 87,2 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-5 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 59,94 | 87,4 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над щелочной табачной смесью-6 с добавкой 5% масс./масс. никотина | 73,54 | 87,5 |
| Среднее содержание никотина (в 50 затяжках)/затяжку=68,86 |
[0133] Обсуждение:
[0134] Данные по доставке никотина показали, что тепло резко увеличивало доставку никотина. Среднее количество аэрозольной доставки никотина в данном эксперименте (с добавкой 5% никотиновой основы) сравнимо с табаком с добавкой 10% никотина. Хотя имеется некоторая вариабельность доставки никотина, нет линейного типа спада. Следовательно, воздействие тепла на табак с никотиновой добавкой значительно увеличивало аэрозольную подачу никотина, а также помогало уменьшить спад. Дополнительно возможно достижение более высокой аэрозольной доставки никотина даже при добавке 5% никотиновой основы. Это важный результат, поскольку сообщалось, что многие виды табака имеют в своих листьях примерно 5% никотина.
[0135] ЭКСПЕРИМЕНТ №6: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД НАГРЕТЫМ ОЩЕЛАЧЕННЫМ ТАБАКОМ
[0136] Цель:
[0137] Предыдущие экспериментальные результаты (Эксперимент №5) показали, что аэрозольная доставка никотина значимо увеличивалась даже при добавке 5% масс./масс. никотиновой основы. Следовательно, заявители решили провести настоящий эксперимент с использованием порошка без какой-либо добавки никотиновой основы для наблюдения того, происходит ли какое-либо значимое образования никотинового аэрозоля.
[0138] Материалы и метод:
[0139] Табачная смесь: Примерно 750 мг табака из сигареты Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали примерно с 2 г порошка гидроксида натрия в стеклянной пробирке с боковым ответвлением. Затем к смеси табака и гидроксида натрия добавляли 3 мл воды (измеренная температура экзотермической реакции между гидроксидом натрия и водой составляла 80°C). pH табачной смеси составил 8,4.
[0140] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением для каждого эксперимента и воздушный поток вводили через пастеровскую пипетку.
[0141] Процедура тестирования: Следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключением того, что пробирка B содержала 750 мг порошкообразного табака из сигареты и 2 г гидроксида натрия и 3 мл дистиллированной воды, и стеклянную пробирку с боковым ответвлением погружали в водяную баню. Температура водяной бани для эксперимента находилась в диапазоне от 85,5 до 88,5°C.
[0142] Результаты:
[0143] Наблюдалось образование видимых частиц никотина. Экспериментальные результаты по средним количествам никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек дыма объемом 35 см3, представлены в таблице 6.
[0144]
|
Таблица 6
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над нагретой табачной смесью при pH 8,4 |
||
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку | Температура (°С) |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-1 | 40,73 | 85,5 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-2 | 36,49 | 88,5 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-3 | 34,55 | 88,4 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-4 | 40,64 | 88,1 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-5 | 39,87 | 88,4 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-6 | 39,66 | 88,5 |
| Среднее содержание никотина (в 60 затяжках)/затяжку=38,66 |
[0145] Обсуждение:
[0146] Среднее количество доставки никотинового аэрозоля в данном эксперименте (без добавки никотиновой основы) очень значимое, и нет линейного типа спада доставки никотина по 60 затяжкам. Представляется вероятным, что тепло служит для увеличения испарения никотина, а также помогает уменьшению спада доставки никотина (которое наблюдалось в экспериментальных условиях при комнатной температуре).
[0147] ЭКСПЕРИМЕНТ №7: ПРОПУСКАНИЕ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ НАД НАГРЕТЫМ ОЩЕЛАЧЕННЫМ ТАБАКОМ ПРИ pH 10
[0148] Цель:
[0149] Заявители структурировали настоящий эксперимент на основании теории, что увеличенная концентрация непротонированного (неионизированного) никотина может достигаться в табачной смеси увеличением pH до 10. Поэтому неионизированный никотин содействовал бы образованию никотина пировиноградной кислотой.
[0150] Материалы и метод:
[0151] Табачная смесь: Примерно 750 мг табака из сигареты Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали примерно с 2 г порошка гидроксида натрия в стеклянной пробирке с боковым ответвлением. Затем к смеси табака и гидроксида натрия добавляли 3 мл воды (измеренная температура экзотермической реакции между гидроксидом натрия и водой составляла 80°C). pH табачной смеси доводили до 10 добавлением насыщенного раствора карбоната калия, и конечный объем табачной смеси увеличивался до 11 мл.
[0152] Пировиноградная кислота: Примерно 2 мл пировиноградной кислоты отмеряли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением для каждого эксперимента и воздушный поток вводили через пастеровскую пипетку.
[0153] Процедура тестирования: Следовали способу, описанному в эксперименте №1, за исключением того, что пробирка B содержала примерно 3 мл табачной смеси (pH 10), и стеклянную пробирку с боковым ответвлением погружали в горячую водяную баню, где температура находилась в диапазоне от 91,3 до 93,1°C.
[0154] Результаты:
[0155] Наблюдалось образование видимых частиц никотина. Экспериментальные результаты по средним количествам никотина, доставляемого в каждой из 10 затяжек объемом 35 см3, представлены в таблице 7.
[0156]
|
Таблица 7
Пар пировиноградной кислоты, пропущенный над нагретой табачной смесью при pH 10 |
||
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку | Температура (°С) |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-1 | 57,08 | 92,4 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-2 | 66,42 | 93,1 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-3 | 65,37 | 93,1 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-4 | 65,42 | 92,5 |
| Пропускание пировиноградной кислоты над нагретой табачной смесью-5 | 54,33 | 91,3 |
| Среднее содержание никотина (в 50 затяжках)/затяжку=61,76 |
[0157] Обсуждение:
[0158] Доставка никотина в настоящем эксперименте значительно выше, чем в предыдущем эксперименте (где pH табачной смеси составил 8,4). Интересно также отметить, что было обнаружено, что доставки никотина были по существу равномерными, когда части табачной смеси давали возможность вступать в реакцию с паром пировиноградной кислоты. Следовательно, регулирование pH (предпочтительно, выше pH 10) в табачной смеси играет решающую роль в том, чтобы сделать никотин табака доступным в непротонированной или неионизированной форме для взаимодействия с кислотой для получения более высокой доставки никотина в аэрозоле. Можно сделать вывод, что комбинация тепла и повышенного pH (при использовании гидроксида натрия, и/или бикарбоната натрия, или карбоната калия, или гидроксида калия, или оксида кальция, или гидроксида кальция) в табачной смеси была бы целесообразным подходом для получения увеличенного образования никотинового аэрозоля пировиноградной кислотой.
[0159] ЭКСПЕРИМЕНТ №8: ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ТАБАЧНОГО АЭРОЗОЛЯ ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТОЙ В МИНИАТЮРИЗИРОВАННОМ/ИМЕЮЩЕМ РАЗМЕР СИГАРЕТЫ УСТРОЙСТВЕ (ДЛИНОЙ l0 СМ И ВНУТРЕННИМ ДИАМЕТРОМ 8 ММ)
[0160] Цель:
[0161] Настоящий эксперимент был проведен для конструирования устройства, имеющего размер сигареты. Следовательно, заявители предприняли попытку перевода лабораторной конструкции в размер и форму, целесообразные для использования потребителем.
[0162] Материалы и метод
[0163] Использованные матричные материалы:
[0164] Образцы фитиля освежителя воздуха (волокно X-40495, выпускаемое компанией Porex Technologies) использовали в качестве матрицы, в которую загружали пировиноградную кислоту, и свернутый в рулон вариант сита из нержавеющей стали (70 S/Стальная сетка, TSI Filtration Technologies, Sanford, NC 27332) с размером внутреннего диаметра 4 мм и длиной 6 см использовали в качестве барьера между увлажненной, щелочной табачной смесью и воздушным потоком, содержащим пировиноградную кислоту.
[0165] Использованная табачная смесь:
[0166] Примерно 750 мг табака из сигареты Marlboro Lights истирали в грубый порошок и смешивали примерно с 2 г грубого порошка гидроксида натрия и увлажняли 1,5 мл дистиллированной воды в стеклянном химическом стакане.
[0167] Структура эксперимента:
[0168] В кусочек фитиля освежителя воздуха загружали 200 мкл пировиноградной кислоты (элемент источника пировиноградной кислоты). Свернутое в рулон сито из нержавеющей стали (рулон нержавеющей стали) с тефлоновыми кольцевыми прокладками на обоих концах вставляли в тефлоновую трубку с внутренним диаметром 8 мм и длиной 10 см (наружный корпус). Увлажненную, ощелаченную табачную смесь упаковывали между наружным корпусом и рулоном нержавеющей стали созданием продольного отверстия длиной 4 см на наружном тефлоновом корпусе (элемент источника табака). Продольное отверстие закрывали сворачиванием в рулон тефлоновой ленты и ленты пленки Parafilm с тем, чтобы не было утечки. Зазор между элементом источника пировиноградной кислоты и элементом источника табака составлял 2 см. Расположение элементов источников было таким, что отмеренный объем воздуха (35 см3 в течение 2 секунд и интервалом между затяжками 5 секунд в течение 10 минут) проталкивался автоматическим шприцевым насосом, проходившим сначала через источник пировиноградной кислоты, а затем через элемент источника табака для образования аэрозоля. Проксимальный конец устройства был соединен с автоматическим поршневым насосом, содержащим фильтр Cambridge для сбора аэрозольных продуктов. Для эксперимента с повышенной температурой (65-75°C), устройство длиной 6 см (которое содержало только элемент источника табака) сворачивали в рулон с термической лентой, которая была соединена с термостатом. Устройство нагревали/уравновешивали в течение 3 минут перед взятием проб.
[0169] Результаты:
[0170] Образцы анализировали на содержание никотина, и результаты представлены в таблице 8 и таблице 9.
[0171]
|
Таблица 8
Доставка никотина в эксперименте с миниатюризированным устройством при окружающей температуре |
|
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-1 | 7,16 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-2 | 6,57 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-3 | 6,41 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-4 | 6,43 |
| Среднее содержание никотина (в 40 затяжках) | 6,64 |
[0172]
|
Таблица 9
Доставка никотина в эксперименте с миниатюризированным устройством при повышенной температуре |
|
| Идентификация образца | Никотин (мкг)/затяжку |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-1 | 43,04 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-2 | 62,69 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-3 | 71,31 |
| Пропускание пировиноградной кислоты в фитиле освежителя воздуха над источником табака-4 | 70,47 |
| Среднее содержание никотина (в 40 затяжках) | 61,88 |
[0173] Обсуждение:
[0174] Полученные данные указывают на то, что когда и кислота, и основание загружались на матрицу, в данном случае освежитель воздуха для кислоты и свернутый в рулон экран из нержавеющей стали для источника табака, то была получена доставка никотина, сравнимая с экспериментальным устройством, использованным в эксперименте 7. Дополнительно условие повышенной температуры (65-75°C) резко увеличивало доставку никотина (приблизительно в 10 раз), по сравнению с доставкой никотина при окружающей температуре.
[0175] ЭКСПЕРИМЕНТ №9: ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЯ, КОТОРЫЕ БЫЛИ ГЕНЕРИРОВАНЫ НИКОТИНОМ В ОЩЕЛАЧЕННЫХ ТАБАЧНЫХ СМЕСЯХ И ПИРОВИНОГРАДНОЙ КИСЛОТЕ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАСКАДНЫМ ИМПАКТОРОМ
[0176] Примерно 2 мл пировиноградной кислоты добавляли в стеклянную пробирку с боковым ответвлением (кислотную пробирку) и примерно 750 мг табачного порошка из сигареты Marlboro Lights и 2 г порошка гидроксида натрия, или гидроксида кальция, или гидроксида калия в другую стеклянную пробирку с боковым ответвлением; и примерно 3 мл воды добавляли в пробирку (пробирка табачной смеси). Кислотную пробирку соединяли с пробиркой табачной смеси последовательным образом, где кислотный пар проходил над табачной смесью. Пробирку табачной смеси соединяли с каскадным импактором, который имел 7 стадий (как стадии 3, 4, 5, 6, 7, 8 и фильтр). Выпуск из каскадного импактора был соединен с фильтрующей прокладкой Cambridge (резервный фильтр) для сбора аэрозольного продукта после проталкивания объема 35 см3 в течение 2 секунд (с интервалами 5 секунд) в течение 100 циклов (100 затяжек) с использованием автоматического шприцевого насоса. Каждую стадию каскадного импактора оценивали на содержание никотина и рассчитывали для определения Масс-медианного аэродинамического диаметра (MMAD) частиц аэрозоля, и результаты представлены в таблице 10.
[0177]
|
Таблица 10
Определение размера частиц табачного аэрозоля |
|||
| Реагенты | Номер стадии каскадного импактора | Никотин в мкг/образец | Рассчитанный Масс-медианный аэродинамический диаметр (MMAD) частиц аэрозоля |
| Пропускание пировиноградной кислоты над ощелаченной (гидроксидом натрия) табачной смесью | 3 | 3,2 | 0,55 мкм |
| 4 | 3,0 | ||
| 5 | 3,0 | ||
| 6 | 2,8 | ||
| 7 | 3,1 | ||
| 8 | 5,0 | ||
| Фильтры | 24,1 | ||
| Пропускание пировиноградной кислоты над ощелаченной (гидроксидом кальция) табачной смесью | 3 | 0,0 | 0,64 мкм |
| 4 | 0,0 | ||
| 5 | 0,0 | ||
| 6 | 0,0 | ||
| 7 | 3,7 | ||
| 8 | 31,0 | ||
| Фильтры | 54,3 | ||
| Пропускание пировиноградной кислоты над ощелаченной (гидроксидом калия) табачной смесью | 3 | 0,0 | 0,51 мкм |
| 4 | 0,0 | ||
| 5 | 0,0 | ||
| 6 | 0,0 | ||
| 7 | 0,0 | ||
| 8 | 4,4 | ||
| Фильтры | 45,7 |
[0178] ЭКСПЕРИМЕНТ №10: КАЧЕСТВЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (АЗОТОСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ) В ОБРАЗЦАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ТАБАЧНОГО АЭРОЗОЛЯ, ЭЛЕКТРОННОЙ СИГАРЕТЫ RUYAN, СИГАРЫ RUYAN, СИГАРЕТЫ ACCORD И СИГАРЕТЫ MARLBORO LIGHTS
[0179] Цель:
[0180] Настоящий эксперимент представлял собой предварительную попытку идентификации числа химических соединений (азотосодержащих соединений) в табачном аэрозоле, по сравнению с некоторыми выпускаемыми промышленностью системами и устройствами доставки никотина.
[0181] Материалы и метод:
[0182] Сбор табачного аэрозоля: Пар пировиноградной кислоты примерно от 2 мл пировиноградной кислоты в стеклянной пробирке с боковым ответвлением (кислотной пробирке) пропускали через другую пробирку с боковым ответвлением, которая содержала примерно 750 мг табачного порошка из сигареты Marlboro Lights, 2 г гидроксида натрия и 3 мл воды. Последнюю из указанных пробирок соединяли с автоматическим шприцевым насосом через фильтр Cambridge для сбора 10 затяжек (35 см3, длительность 2 секунды, интервал между затяжками 5 секунд). Фильтр Cambridge пропитывали в 5 мл метанола и экстрагировали для получения экстракта табачного аэрозоля.
[0183] Сбор образцов из выпускаемых промышленностью изделий: Сигарету Accord вставляли в систему нагрева Accord и сторону фильтра соединяли с автоматическим шприцевым насосом. Аналогичным образом, мундштук электронной сигареты Ruyan, сигару Ruyan и фильтр сигареты Marlboro Lights (после прикуривания) соединяли с автоматическим шприцевым насосом и собирали 10 затяжек (35 см3, длительность 2 секунды, интервал между затяжками 5 секунд) в фильтре Cambridge из каждого устройства. Фильтр Cambridge пропитывали в 5 мл метанола и экстрагировали для получения экстракта сигареты Accord, экстракта электронной сигареты Ruyan, экстракта сигары Ruyan и экстракта сигареты Marlboro.
[0184] Инструментальное исследование: Примерно 1 мкл экстракта табачного аэрозоля, экстракта электронной сигареты Ruyan, экстракта сигары Ruyan, экстракта сигареты Accord и экстракта сигареты Marlboro отдельно инжектировали в систему газовой хроматографии (Agilent GC-HP6890 Series с NPD (азотно-фосфорным детектором). Параметры для всех инжекций образцов были идентичными.
[0185] Результаты:
[0186] Общие ионные хроматограммы (TIC) тестированных образцов (экстракт табачного аэрозоля, экстракт электронной сигареты Ruyan, экстракт сигары Ruyan, экстракт сигареты Accord и экстракт сигареты Marlboro) представлены на следующих диаграммах, представленных на Фиг.3-7, на которых:
[0187] Фиг.3. Общая ионная хроматограмма экстракта табачного аэрозоля
[0188] Фиг.4 общая ионная хроматограмма экстракта электронной сигареты Ruyan
[0189] Фиг.5 общая ионная хроматограмма экстракта сигары Ruyan
[0190] Фиг.6 общая ионная хроматограмма экстракта сигареты Accord
[0191] Фиг.7 общая ионная хроматограмма экстракта сигареты Marlboro
[0192] Обсуждение:
[0193] Графическая иллюстрация (ось x представляет время удерживания и ось y представляет фактор реакции) общей ионной хроматограммы (TIC) экстракта табачного аэрозоля ясно показала, что экстракт имеет два пика для азотосодержащих соединений. Хотя заявителям было известно, что пик во время удерживания 3,8 относится к никотину, вещество, ответственное за другой пик во время удерживания 6,16, не было идентифицировано. На основании качественных TIC, вполне ясно, что экстракт табачного аэрозоля является самым чистым, тогда как экстракт сигареты Marlboro представляет собой наиболее сложную смесь азотосодержащих соединений. Дополнительно, определенные азотосодержащие соединения были связаны с канцерогенными эффектами у курильщиков; табачный аэрозоль избежит доставки указанных канцерогенных соединений. Из данных экспериментальных результатов можно сделать вывод, что табачный аэрозоль представляет собой превосходную систему доставки никотина с количеством других азотосодержащих химических соединений, которым можно пренебречь, при сравнении с предшествующим уровнем техники.
[0194] ИЛЛЮСТРАТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА, ВЫПОЛНЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СО СПОСОБАМИ, ОПИСАННЫМИ В НАСТОЯЩЕЙ ЗАЯВКЕ
[0195] Устройства доставки по некоторым вариантам осуществления содержат корпус, который имитирует изделие для курения табака. Корпус может имитировать размер, форму и/или конфигурацию любого изделия, используемого для изделий курения табака. Неограничивающие примеры изделий для курения в соответствии с настоящим изобретением включают сигареты, сигары, короткие узкие сигарки и трубки.
[0196] Устройства доставки некоторых вариантов осуществления содержат корпус, который имитирует фармацевтическое ингаляционное устройство. Корпус может имитировать размер, форму и/или конфигурацию любого фармацевтического устройства, используемого для ингаляции. Неограничивающие примеры фармацевтических ингаляционных устройств в соответствии с настоящим изобретением включают ингаляторы отмеренной дозы, ингаляторы отмеренной дозы под повышенным давлением, ингаляторы сухого порошка, распылители и ингаляторы на жидкой основе.
[0197] Иллюстративные устройства
[0198] Фиг.1 представляет собой упрощенное схематическое изображение устройства для использования в параллельном процессе образования частиц. Наружная стенка устройства 90 может представлять собой гибкий, изолирующий материал, такой как отражающая алюминиевая фольга и/или деформируемый материал, ограничивающий две концентрические стенки с находящимся между ними воздушным барьером или вакуумом. Отсеки 100 и 110 содержат натуральный продукт-источник никотина и источник соединения для образования частиц, содержащих соответственно никотин и/или другой алкалоид(ы). Они отделены разделяющей стенкой 120. Газообразный носитель поступает в отсеки 100 и 110 соответственно через отверстия 130 и 140, захватывает пар никотина и соединение, образующее частицы, и несет указанные частицы в камеру смешивания 150, где возможно присутствующие клапаны 160 создают турбулентность для смешивания. Затем полученные частицы никотина проходят через возможно имеющийся отсек 170, который может иметь фильтр 180, например, для удаления не вступившего в реакцию соединения для образования частиц, содержащих никотин и/или другой алкалоид(ы). Частицы, содержащие никотин, затем выносятся газообразным носителем из отверстия 185. Элемент 190 представляет собой источник соединения для образования частиц, содержащих никотин. Элемент источника 190 может представлять собой, например, пробку из волокна ePTFE, насыщенную пировиноградной кислотой. Источник никотина 200 представляет собой в данном примере пробку из мелко нарезанного или молотого табака, удерживаемого вместе гибким сетчатым кожухом 205, имеющим размеры пор 3-5 мкм. Внутри табака имеются порошкообразные ощелачивающие соединения 210, такие как NaOH, в данном примере. Также в кожух с источником никотина 200 помещена ампула 220 воды или водного раствора, такого как вода, насыщенная NaCl. Ампула 220 выполнена для разрыва после приложения давления для деформации наружной стенки 90 и сжатия кожуха 205. Это высвобождает воду, которая растворяет соединение ощелачивающего NaOH 210. Данная реакция в целом является экзотермической и, таким образом, вносит вклад в тепло для дополнительного увеличения высвобождения никотина. Использование химической реакции в качестве источника нагревания в целом используется в вариантах осуществления, в которых наружная стенка 90 устройства представляет собой гибкий, изолирующий материал. Возможно также регулирование температуры гибкими листами 230 и 240 нагревающего элемента, выстилающими отсеки 100 и 110 и/или нагревающий элемент, являющийся неотъемлемой частью разделительной стенки 120. Нагревающие элементы в целом питаются аккумуляторной батареей 250. Для длительного хранения (например, >90 дней), устройство может быть выполнено для герметизации и повторной герметизации в отверстиях 130, 140 и 185. В альтернативных конфигурациях, отсеки 100 и 110 могут быть расположены в линейной последовательности с тем, чтобы газообразный носитель проходил последовательно через один, а затем следующий, перед поступлением в камеру смешивания 150.
[0199] На фиг.2A-C показано иллюстративное устройство, имеющее последовательную конфигурацию, с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин (пировиноградную кислоту), затем натуральный продукт-источник никотина (табак). Детали данного устройства описаны выше в обсуждении эксперимента №8 и в надписях чертежа.
[0200] ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0201] Способы и устройства, описанные в настоящей заявке, могут применяться для терапевтической доставки никотина для прекращения курения, снижения вредного воздействия курения и/или его замещения. Дополнительно способы и устройства, описанные в настоящей заявке, могут применяться в качестве альтернативы, общей системы доставки никотина вместо сжигания табака или высокотемпературных (свыше 150°C) изделий.
[0202] Хотя настоящее изобретение и его преимущества были детально описаны, следует понимать, что в него могут быть внесены различные изменения, замещения и модификации без отхода от сущности и объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Дополнительно, объем настоящей заявки не предназначен для ограничения конкретными вариантами осуществления процесса, механизма, изготовления, композиции материала, средств, способов и стадий, описанных в заявке. Как вполне понятно среднему специалисту в данной области из описания настоящего изобретения, существующие в настоящее время или подлежащие разработке позднее процессы, механизмы, изготовления, композиции материала, средства, способы и стадии, которые выполняют по существу такую же функцию или достигают по существу такого же результата, как соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением. Соответственно, прилагаемая формула изобретения предназначена для включения в ее объем таких процессов, механизмов, изготовлений, композиций материала, средств, способов и стадий.
[0203] Все ссылки и другие сведения, приведенные или иным образом идентифицированные в настоящем описании, полностью включены в него путем ссылки, как если бы каждая из них была включена в описание отдельно.
1. Ингаляционное устройство для доставки никотина субъекту, содержащее корпус, причем корпус включает:
a) впуск и выпуск, сообщающиеся друг с другом и выполненные так, чтобы газообразный носитель мог проходить в корпус через впуск, через корпус и наружу из корпуса через выпуск, причем устройство содержит, от впуска до выпуска:
b) первую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем первая внутренняя зона включает либо источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, либо источник никотина в виде натурального продукта,
c) вторую внутреннюю зону в сообщении с первой внутренней зоной, причем вторая внутренняя зона содержит источник, не выбранный для первой внутренней зоны,
причем источник никотина в виде натурального продукта содержит табак, щелочное вещество и воду или водный раствор.
2. Устройство по п.1, в котором корпус дополнительно содержит третью внутреннюю зону в сообщении со второй внутренней зоной и выпуском.
3. Устройство по п.1, в котором первая внутренняя зона содержит источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, а вторая внутренняя зона включает источник никотина в виде натурального продукта.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, содержит адсорбционный элемент с соединением для образования частиц, содержащим никотин, адсорбированным на нем.
5. Устройство по любому из пп.1-3, в котором щелочное вещество выбрано из группы, состоящей из оксида кальция, гидроксида кальция, гидроксида натрия, бикарбоната натрия, гидроксида калия и карбоната калия.
6. Устройство по любому из пп.1-3, дополнительно включающее первый резервуар, сообщающийся с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин, причем первый резервуар содержит соединение для образования частиц, содержащих никотин.
7. Устройство по любому из пп.1-3, в котором источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, содержит множество внутренних зон, содержащих два или более соединений-предшественников.
8. Устройство по п.7, в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин, содержит хлорид аммония, а два или более соединений-предшественников включают аммиак и гидрохлорид.
9. Устройство по любому из пп.1-3, в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин, содержит кислоту.
10. Устройство по п.9, в котором кислота представляет собой органическую кислоту.
11. Устройство по п.10, в котором органическая кислота является 2-кетокислотой.
12. Устройство по п.11, в котором указанная кислота выбрана из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутаноевой кислоты, 2-оксооктаноевой кислоты и их комбинаций.
13. Устройство по любому из пп.1-3, в котором корпус имитирует табачный продукт.
14. Устройство по любому из пп.1-3, включающее третью внутреннюю зону, причем третья внутренняя зона, если требуется, содержит элемент турбулентности газообразного носителя и/или элемент дополнительного источника.
15. Устройство по любому из пп.1-3, дополнительно содержащее элемент внутренней зоны, сообщающийся с выпуском и, если требуется, включающий очищающий агент.
16. Устройство по любому из пп.1-3, в котором третья внутренняя зона включает ароматизирующий агент.
17. Устройство по любому из пп.1-3, в котором источник никотина в виде натурального продукта является нагреваемым.
18. Устройство по любому из пп.1-3, в котором температура одного или более из а) источника никотина в виде натурального продукта, b) источника соединения для образования частиц, содержащих никотин, и/или с) газообразного носителя составляет ниже 150°С, предпочтительно, ниже 100°С.
19. Устройство по любому из пп.1-3, в котором источник никотина в виде натурального продукта обработан для увеличения высвобождения летучего никотина из источника никотина в виде натурального продукта посредством одного или более из следующего:
a) измельчение источника никотина в виде натурального продукта, такое как разрезание, крошение или помол,
b) повышение pH источника никотина в виде натурального продукта выше нейтрального pH,
c) смешивание или гомогенизация источника никотина в виде натурального продукта для получения сжиженной суспензии, если требуется, осветленной для удаления от части до всего материала в виде частиц,
d) добавление никотиновой основы к источнику никотина в виде натурального продукта,
e) обработка источника никотина в виде натурального продукта ферментами или детергентами для разрушения целлюлозы, содержащейся в нем, для придания никотину большей доступности для высвобождения посредством испарения или других средств,
f) использование молекулярных сит или других осушителей для снижения содержания воды в источнике никотина в виде натурального продукта для увеличения относительной концентрации никотина,
g) использование раствора с высоким содержанием соли для экстракции никотина.
20. Ингаляционное устройство для доставки никотина субъекту, содержащее корпус, причем корпус включает:
a) первый впуск, второй впуск и выпуск, сообщающиеся друг с другом и выполненные так, чтобы первый газообразный носитель мог проходить в корпус через первый впуск, через корпус и наружу из корпуса через выпуск, и второй газообразный носитель мог проходить в корпус через второй впуск, через корпус и наружу через выпуск, при этом устройство содержит:
b) первую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем первая внутренняя зона включает источник соединения для образования частиц, содержащих никотин,
c) вторую внутреннюю зону в сообщении со впуском, причем вторая внутренняя зона содержит источник никотина в виде натурального продукта, и
d) третью внутреннюю зону в сообщении с первой и второй внутренними зонами и выпуском,
причем источник никотина в виде натурального продукта содержит табак, щелочное вещество и воду или водный раствор.
21. Устройство по п.20, в котором источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, содержит адсорбционный элемент с соединением для образования частиц, содержащим никотин, адсорбированным на нем.
22. Устройство по п.20, в котором щелочное вещество выбрано из группы, состоящей из оксида кальция, гидроксида кальция, гидроксида натрия, бикарбоната натрия, гидроксида калия и карбоната калия.
23. Устройство по любому из пп.20-22, дополнительно включающее первый резервуар, сообщающийся с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин, причем первый резервуар содержит соединение для образования частиц, содержащих никотин.
24. Устройство по любому из пп.20-22, в котором источник соединения для образования частиц, содержащих никотин, содержит множество внутренних зон, содержащих два или более соединений-предшественников.
25. Устройство по п.24, в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин, содержит хлорид аммония, а два или более соединений-предшественников включают аммиак и гидрохлорид.
26. Устройство по любому из пп.20-22, в котором соединение для образования частиц, содержащих никотин, содержит кислоту.
27. Устройство по п.26, в котором кислота представляет собой органическую кислоту.
28. Устройство по п.27, в котором органическая кислота является 2-кетокислотой.
29. Устройство по п.28, в котором указанная кислота выбрана из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутаноевой кислоты, 2-оксооктаноевой кислоты и их комбинаций.
30. Устройство по любому из пп.20-22, в котором корпус имитирует табачный продукт.
31. Устройство по любому из пп.20-22, в котором третья внутренняя зона содержит элемент турбулентности газообразного носителя и/или элемент дополнительного источника.
32. Устройство по любому из пп.20-22, дополнительно содержащее элемент внутренней зоны, сообщающийся с выпуском и, если требуется, включающий очищающий агент.
33. Устройство по любому из пп.20-22, в котором третья внутренняя зона включает ароматизирующий агент.
34. Устройство по любому из пп.20-22, в котором источник никотина в виде натурального продукта является нагреваемым.
35. Устройство по любому из пп.20-22, в котором температура одного или более из а) источника никотина в виде натурального продукта, b) источника соединения для образования частиц, содержащих никотин, и/или с) газообразного носителя составляет ниже 150°С, предпочтительно, ниже 100°С.
36. Устройство по любому из пп.20-22, в котором источник никотина в виде натурального продукта обработан для увеличения высвобождения летучего никотина из источника никотина в виде натурального продукта посредством одного или более из следующего:
a) измельчение источника никотина в виде натурального продукта, такое как разрезание, крошение или помол,
b) повышение pH источника никотина в виде натурального продукта выше нейтрального pH,
c) смешивание или гомогенизация источника никотина в виде натурального продукта для получения сжиженной суспензии, если требуется, осветленной для удаления от части до всего материала в виде частиц,
d) добавление никотиновой основы к источнику никотина в виде натурального продукта,
e) обработка источника никотина в виде натурального продукта ферментами или детергентами для разрушения целлюлозы, содержащейся в нем, для придания никотину большей доступности для высвобождения посредством испарения или других средств,
f) использование молекулярных сит или других осушителей для снижения содержания воды в источнике никотина в виде натурального продукта для увеличения относительной концентрации никотина,
g) использование раствора с высоким содержанием соли для экстракции никотина.
37. Способ доставки никотина субъекту путем ингаляции в ключ, включающий стадии:
a) во-первых, размещения газообразного носителя в сообщении либо с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин, либо с источником никотина в виде натурального продукта,
b) во-вторых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником, не выбранным на стадии а), и
c) в-третьих, предоставления газообразного носителя, содержащего никотин, субъекту,
причем источник никотина в виде натурального продукта содержит табак, щелочное вещество и воду или водный раствор.
38. Способ по п.37, включающий стадии:
a) во-первых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта,
b) во-вторых, размещения газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта, и
c) в-третьих, предоставления газообразного носителя, содержащего никотин, субъекту.
39. Способ по п.37, в котором образованные частицы никотина имеют Масс-Медианный Аэродинамический Диаметр частиц менее 6 мкм.
40. Способ по любому из пп.37-39, дополнительно включающий стадию увеличения температуры одного или более из: а) источника никотина в виде натурального продукта, b) источника соединения для образования частиц, содержащих никотин, и/или с) газообразного носителя.
41. Способ по любому из пп.37-39, в котором источник никотина в виде натурального продукта обработан для увеличения высвобождения летучего никотина из источника никотина в виде натурального продукта посредством одного или более из следующего:
a) измельчение источника никотина в виде натурального продукта, такое как разрезание, крошение или помол,
b) повышение pH источника никотина в виде натурального продукта выше нейтрального pH,
c) смешивание или гомогенизация источника никотина в виде натурального продукта для получения сжиженной суспензии, если требуется, осветленной для удаления от части до всего материала в виде частиц,
d) добавление никотиновой основы к источнику никотина в виде натурального продукта,
e) обработка источника никотина в виде натурального продукта ферментами или детергентами для разрушения целлюлозы, содержащейся в нем, для придания никотину большей доступности для высвобождения посредством испарения или других средств,
f) использование молекулярных сит или других осушителей для снижения содержания воды в источнике никотина в виде натурального продукта для увеличения относительной концентрации никотина,
g) использование раствора с высоким содержанием соли для экстракции никотина.
42. Ингаляционный способ замены табачного продукта, включающий доставку никотина субъекту способом по любому из пп.37-39.
43. Способ доставки никотина субъекту путем ингаляции, включающий стадии:
a) размещения первого газообразного носителя в сообщении с источником соединения для образования частиц, содержащих никотин,
b) размещения второго газообразного носителя в сообщении с источником никотина в виде натурального продукта,
c) объединения первого и второго газообразных носителей в комбинированном газообразном носителе, и
d) предоставления субъекту комбинированного газообразного носителя, содержащего частицы никотина,
причем источник никотина в виде натурального продукта содержит табак, щелочное вещество и воду или водный раствор.
44. Способ по п.43, в котором образованные частицы никотина имеют Масс-Медианный Аэродинамический Диаметр частиц менее 6 мкм.
45. Способ по п.43, дополнительно включающий стадию увеличения температуры одного или более из: а) источника никотина в виде натурального продукта, b) источника соединения для образования частиц, содержащих никотин, и/или с) газообразного носителя.
46. Способ по любому из пп.43-45, в котором источник никотина в виде натурального продукта обработан для увеличения высвобождения летучего никотина из источника никотина в виде натурального продукта посредством одного или более из следующего:
а) измельчение источника никотина в виде натурального продукта, такое как разрезание, крошение или помол,
b) повышение pH источника никотина в виде натурального продукта выше нейтрального pH,
c) смешивание или гомогенизация источника никотина в виде натурального продукта для получения сжиженной суспензии, если требуется, осветленной для удаления от части до всего материала в виде частиц,
d) добавление никотиновой основы к источнику никотина в виде натурального продукта,
e) обработка источника никотина в виде натурального продукта ферментами или детергентами для разрушения целлюлозы, содержащейся в нем, для придания никотину большей доступности для высвобождения посредством испарения или других средств,
f) использование молекулярных сит или других осушителей для снижения содержания воды в источнике никотина в виде натурального продукта для увеличения относительной концентрации никотина,
g) использование раствора с высоким содержанием соли для экстракции никотина.
47. Ингаляционный способ замены табачного продукта, включающий доставку никотина субъекту способом по любому из пп.43-46.
