专利名称：：经吸入输送药物的方法和系统的制作方法经吸入输送药物的方法和系统相关申请本申请是2006年10月25日提交的申请号为No.l1/552871的专利申请(其要求2006年9月20日提交的申请号为No.60/826271的临时申请的优先权)的部分后续申请。
技术领域：
本申请公开的内容涉及通过吸入输送药物。特别是，其涉及使用正压的净化空气并能够根据使用者的呼吸循环及时调整的药物输送方法。
背景技术：
：本申请的申请人较早的专利申请已经认识到，污染的空气(无论是由化学试剂污染还是由生物病原体污染)对我们的健康的可怕后果，并且已经提出空气净化系统的新家族。特别是，由于工业革命，人类的呼吸系统已经持续暴露于高强度通过空气传播的污染中。对于今天生活在都市或者郊区的人们来说，都不能逃离空气传播的污染物诸如微粒状废气，臭氧、灰尘、霉菌和户外城市空气中的许多其他污染物。研究显示，甚至在大多数富裕城市居民的住宅中，室内空气可能并且常常比室外空气更脏。作为现实的问题，居住在城市中的居民(无论发达国家还是发展中国家，也不论他们的富裕程度如何)已经并且继续对肮脏空气的影响没有任何防御。在世界上大部分的农村地区存在的空气污染状况如同在城市中发现的那些问题相同，部分是因为这些农村地区是矿物燃料发电厂的位置，以及在发展中国家广泛存在的没有任何有效污染控制的工厂和汽车。实际上，研究显示通过呼吸被污染的空气不仅存在直接、立即的影响，例如，由暴露于空气传播的病原体或者有毒气体中引起，而且还存在长期的后果。人类的呼吸系统没有时间来进化出可以对今天的空气污染物的防御功能，结果，公共健康受到各种各样肺部疾病的困扰，包括哮喘和肺部纤维化以及其他疾病诸如癌症、感冒以及通过由于吸入污染物引起的流感的患病几率增加。除了短期和长期后果以外，还可以理解，虽然一些污染物仅仅影响直接暴露于被污染空气中的人，但其他污染物诸如一些病原体引起可传染的疾病，具有逐步上升为全国流行疾病的可能性。作为对这些危险的回应，本申请的申请人已经开发了用于为使用者提供清洁空气的便携式呼吸装置家族。但是，除了去除有害物质之外，更多优点可通过进一步将有益物质(例如药物)加入到已清洁的空气中来实现。肺部的结构有利于气体交换，特别是维持生命所需的氧气和二氧化碳的交换。成人肺的表面积范围在50和100平方米之间(538和1076平方英尺之间)。该表面积可等同于小的房间的平方英尺数。肺的表面积比中等体型的成年男性皮肤的表面积大25到50倍。肺部的这种广大的表面积使其成为使药物全身输送的优选目标。人类很好地意识到肺部吸收药物的能力。在美国仅仅在2001年就有4千亿支香烟售出。由于人类对于尼古丁的全身性吸收的愿望驱动香烟的销售。尼古丁不是唯一的容易由肺部吸收的药物。其他滥用的药物也可能被优先吸入，因为它们容易被吸收到血流中并迅速运输到脑部而不必经历口服消化药物所受到的由于肝脏新陈代谢所产生的影响。历史上，药物输送的吸入路径已经被用于治疗肺部疾病。对于药物的全身性输送的非侵入药物输送来说其也是优选路径。这可允许除肺部之外的其他器官系统各种疾病的治疗。吸入路径的优点包括快速吸收、避免由肝脏新陈代谢以及与静脉注射或肌肉注射路径有关的不适和并发症。由于缺少实用的输送装置，迄今为止用于药物的全身性输送的吸入路径没有得到完全利用。输送被吸入药物的大多数流行方法包括喷雾器，加压多剂量吸入器和干粉吸入器。每种装置都伴随着使其使用复杂化的多个问题。另外，这些装置在临床使用时也存在使其复杂化的共同技术障碍。所有目前的药物输送方法的共有障碍是其与患者的呼吸模式相协同的难度、输送的药物与污染物包括臭氧的相互作用以及给患者提供吸入药物所需能量的依赖性(这对于具有呼吸系统受损的那些患者是困难的)。喷雾器使用加压气体形成直径小于5微米的可吸入雾滴气雾剂。超声喷雾器也已经被开发，但由于它们不能对悬液制剂进行喷雾而不能被使用。使加压气体喷雾器的使用复杂化的问题包括由于对压縮气体源的需要，很大程度上限制其便携性；为了防止细菌滋生需要对装置频繁的清洁；市场泛滥的设计差、制造便宜的喷雾器和输送剂量的不断变化(在高成本系统中通常仅仅有20-25%的滴注剂量)。历史上加压多剂量吸入器是最普通的用于吸入药物的输送系统。氯氟烃最初被用作用于这些装置的媒介物，但出于对环境的考虑，这些装置随后被取代。这种丸药输送方法引起被输送到患者的药量方面的广泛变化。基于与吸入循环有关的丸药输送的丸药给药法随着时间沉积在肺树的不同部位中。因此，体内沉积在呼吸道中的剂量与在实验室装置中测定的不同。理论教育和实际应用是主要问题。"配定剂量"的有效比例在喉舌和口咽中消失。已经开发了定位片和保存器以试图改进该技术，但要达到高度协调仍需努力。干粉吸入器试图通过使系统被动来改善使药物协调输送的这种需9要。换言之，患者提供将药物输送到肺部所需的动力。市场上存在多种干粉吸入器，它们都具有专利技术和设计。这本身引起的复杂性在于，如果患者需摄入多种药物，他们可能必须学习多种不同技术。另外，小体积粉末剂量不如液体剂量测定那样精确。最后受大气环境条件的影响，尤其是湿度可影响到达肺部的药物剂量。如在装置中呼出气体那样简单的错误可影响药物输送。显而易见地是，通过从空气中除去有害污染物，将其以正压提供给使用者，然后在呼吸循环过程中以精确控制的浓度并在正确时刻加入有益物质以便优化优点和效率，实现用于改善无数个体的健康的最佳条件。本申请寻求解决上述问题。
发明内容本申请公开了用于在高纯度空气中以相对于大气压为正压的输送药物组合物的方法和系统。在一些典型实施例中，提供了用于在高纯度无臭氧空气中输送药物组合物的方法和系统。药物组合物给药的一种方法包括下列步骤以气态、蒸汽、雾化或者气雾剂形式提供药物组合物；将药物组合物引入到被过滤到存在的微粒尺寸不超过大约10-20纳米的空气的净化气流中；并经吸入净化气流中的药物组合物将药物组合物给药到需要治疗的宿主。在一种实施例中，体积非常小的药物组合物与体积非常大的气流一起被输送，允许其达到相对于配定剂量的吸入器(MDI)的极佳剂量控制。除了将精确的剂量控制和高度纯化的气流结合之外，本发明的公开系统还提供了用于精确控制被输送给使用者的空气的温度和湿度的部件。另外，本发明公开的系统(例如经控制电路)可允许输送剂量以与使用者的呼吸循环同步，例如允许药物仅仅在吸气过程中输送给使用者。输送由在系统中产生的正压辅助，从而几乎不需要使用者用力。对于处于极端年龄时的患者(小或者老)和精神不正常或智力受限的那些人来说这特别重要。用于药物组合物输送的系统的一种实施例包括如下用于产生正压过滤气流的净化气流发生器，经软管或者其他导管与空气源连接的面罩，和用于将药物以气态、蒸汽、雾化形式引入到气流中的部件。特别是，本发明公开的实施例包括将药物给药到患者的呼吸系统的方法，其中药物使用供给的以相对于大气压为正压的净化空气来输送。本发明的其他实施例包括将药物给药到患者的呼吸系统，包括使用以相对于大气压的正压供给的净化空气将药物输送到患者，其中药物被输送以及时与患者的呼吸循环的吸气部分同步，其中来自监测患者状态的一个或多个装置的信息被用于调节药物输送到患者的速度和时间。本发明公开的实施例还包括通过将药物以相对于大气压为正压的输送给患者将药物给药到患者的呼吸系统的方法和装置，其中患者能够无辅助地呼吸。在实施例中，药物在以相对于大气压为正压的的空气、净化空气或者气体混合物中被供给。在检査下列附图和详细描述的基础上，本发明公开的其他系统、方法、特征和优点对本领域技术人员来说将是显而易见的。所有所述其他系统、方法、特征和优点都包括在本说明书中，都属于本发明公开的范围，并由所附的权利要求书来保护。参照附图可更好地理解本发明公开的许多方面。附图中的元件不需要按比例绘制，重点强调(而不是安装)是为了清楚地示出本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记在所有附图中表示相同元件。图1显示了现有技术的用于治疗哮喘的含沙丁胺醇(albuterol)的气雾罐的三维视图。图2A显示本发明的系统的主视图，图2B显示了其侧视图。图3显示了所公开的装置的实施例的主视图。图4显示了所公开的医疗端口(mediport)的实施例的局部侧视图。图5显示了用于图4的医疗端口的混合室的适配器的一种实施例的局部侧视图。图6显示了所公开的混合室的实施例的局部侧视图。图7显示了用于图6的混合室的适配器的实施例的局部侧视图。图8显示了所公开的医疗端口的实施例的局部侧视图。图9显示了所公开的混合室的实施例的局部侧视图。图10显示了用于图9的混合室的适配器的实施例的局部侧视图。图11显示了与软管连接的医疗端口的实施例的局部侧视图。图12-14显示本发明公开的医疗端口的实施例。图15和16示出了所公开的医疗端口的实施例的局部侧视图。图17示出了与本发明的面罩的实施例连接的所公开的医疗端口的实施例的侧视图和主视图。图18示出了与本发明的面罩的实施例连接的所公开的医疗端口的另一种实施例的侧视图和主视图。图19示出了本发明公开的系统的实施例，其中医疗端口被构造成用于网络化数据通讯。图20显示了以多个一次性针剂为特征以便输送多种药物的医疗端口的实施例。图21显示了利用空气容器或者气囊的鼓风机和医疗端口的实施例。图22是对于用于被测标准过滤材料的100nm的微粒的过滤效率对罩面风速(facevelocity)的图形。具体实施例方式12在详细描述公开的本发明之前，应当理解本发明不限于所描述的特定实施例，如此以来当然可包括各种变化。还应当理解，在本文中使用的技术术语仅仅用于描述特定实施例的目的，而不是对其进行限制，因为本发明的范围将仅仅由所附的权利要求书来限定。当涉及到数值范围时，其被理解为每个介于该范围的上下限之间的数值(直至下限单位的第十个数值(除非另外明确指明))和在该陈述范围内的任何其他设定或插入的值都被包括在公开本发明中。这些更小范围的上限和下限，(服从于任何特别地不在该设定范围内限制的数值范围)可独立地被包括在更小范围内并且也包括在本发明的公开范围内。当设定范围包括上下限的一个或者两个时，不在那些被包括的上下限的一个或两个的范围也包括在本发明中。除非特别定义，本文中使用的所有技术和科技术语与由本发明公开的所属
技术领域：
的普通技术人员通常所理解的含义相同。虽然相似或者等同于在本文中描述的那些方法和材料都可在实践中或者本发明的测试中被使用，但现在用优选方法和材料进行说明。在本说明书中引证的所有出版物和专利在这里通过引用而结合，如同每个单独出版物或专利特别并独立指出其通过引用而结合那样，并通过参考其公开和描述与在被引证的出版物中有关的方法和/或材料被结合。任何出版物的引用都是在提交日期之前所公开的，并且不应当被理解为由于公开了
背景技术：
，而承认本发明由于借助现有技术的所述公开而不被授权。此外，所提供的出版物的日期可与可能需要独立确认的实际出版日期不同。当阅读本发明时如同对本领域技术人员来说显而易见的那样，在本文中所描述和示出的每个单个实施例具有分立的元件和特征，它们可以很容易分离或与其他一些实施例中的任何一个的特征组合，也不偏离本发明的范围或精神。任何陈述的方法可以以陈述的事件的顺序或者以逻辑上可能的其他顺序来实现。下面的实施例被阐明以便为本领域技术人员提供怎样实施给药方法以及怎样使用在本文中公开并要求保护的组合物和化合物的完整的公开和描述。已经作出相关的努力来保证有关数据(例如量、温度等)的精确性，但一些错误和偏差也应当被考虑。除非另外指明，份为重量份，温度为'C，并且压力为大气压或接近大气压。标准温度和压力被定义为2(TC和1个大气压。除非另外指明，本发明公开的实施例将采用本领域的常规技术范围内的有机合成化学、生物化学、药理学、药物学以及类似技术。这些技术在文献中全部被解释。必须注意地是，如同在说明书和所附的权利要求书中使用的那样，除非在上下文中另外明确指明，单数形式"一"、"一个"和"这个"包括复数形式的对象。因此，例如，参照"一支架"包括多个支架。在本说明书中和其后的权利要求书中，除非有明显的意思矛盾，一些术语的含义将为下面的参考。在描述各实施例之前，以下定义被提供，除非特别指明，其将被使用。定义在本文中术语"气雾剂"指的是气体中固体或液体微粒的悬浮。在本文中术语"遗传物质"一般指的是包括生物活性成分的化合物，包括但不限于核酸(例如单链或双链DNA或RNA或siRNA)、蛋白质、肽、多肽以及类似物。在本文中，术语"表面活性物质"或者"肺表面活性物质"通常指的是对于适宜呼吸、肺泡稳定性和气体交换来说所必需的在肺部天然产生的专一性脂蛋白物质。肺表面活性物质是由II型肺泡细胞天然形成的在肺泡的气液界面处降低表面张力的表面活性剂。肺表面活性物质一般由90%的脂类(其中大约一半为磷脂二软脂酰卵磷脂(DPPC))和大约10%的蛋白质组成。至少四种天然表面活性剂已经被确定SP-A、B、C和D。疏水表面活性蛋白B(SP-B)和C(SP-C)与磷脂紧密结合，并促进它们吸收到肺泡的气液界面中。这些蛋白质对于表面活性膜的形成是关键的。术语"表面活性剂"还包括目前可得到的表面活性制剂，包括但不限于Survanta(贝拉康坦)，Infasurf(calfactant),Exosurfneonatal(棕榈胆磷)，Curosurf(固尔苏),Surfaxin(lucinactant),Aerosurf(雾化的Surfaxin),Vanticute(卢舒普肽)，Alveofact(bovactant)，以及正在开发的制剂。在本文中，术语"净化空气"指的是已经由纯的气体合成的空气或者已经被过滤以减少微粒物质和/或其他污染物例如但不限于臭氧、S02和N02的环境空气。虽然所述污染物可能没有完全被除去/消除，但其量比在特定环境中的空气中发现的量减少，并优选通过使用HEAP级过滤器过滤使得空气中的污染物减少。在一些优选实施例中，与待净化的环境空气中的微粒物质的量相比，纯化空气包括少于大约0.03%的具有大于大约20nm的微粒尺寸的微粒物质。在一些优选实施例中，纯化空气包括少于大约0.0001%的待净化的环境空气的微粒数。在实施例中，与待净化的环境空气相比，净化空气包括已经减量的臭氧。在一些实施例中，与待净化的环境空气相比，净化空气包括已经减量的S02，并且在一些实施例中，与待净化的环境空气相比包括已经减量的N02。在一些优选实施例中，净化空气具有减量的臭氧，减量的S02和/或减量的N02，并且与待净化的环境空气相比微粒数少于大约0.03%。在本文中，术语"正压"指的是被提供给患者的空气的压力大于大气压。在本文中，术语"使用者"、"宿主"和/或"患者"包括需要治疗并能够被通风或者使用所公开的呼吸器的人类和其他生物。特别是，术15语"使用者"、"宿主"和/或"患者"包括人类和哺乳动物(例如猫、狗、马、鸡、猪、肉猪、牛和其他牲畜)。在本文中，术语"药物"一般指的是任何疾病或状态的治疗中使用的任何的药物学上有效的化合物。例如，药物可在疾病治疗中使用，诸如在许多其他状态中的哮喘、支气管炎、肺气肿、肺部感染、囊性纤维化、a-l抗胰蛋白酶(ATT)缺乏、老年慢性阻塞性疾病(COPD)、急性呼吸窘迫综合症(ARDS)、新生儿特发性呼吸窘迫综合症(IRDS)、胎儿双顶径(BPD)和胎粪吸入综合症(MAS)的治疗中使用。根据本发明公开方法的可经过吸入被输送的有用药物包括但不限于在由ThomsonPDR出版的Physician'sDeskReference(最新近的版本，例如2007)中列举的那些。所述药物包括但不限于在下面的表1中阐明的那些，其药物可使用所公开的装置以相关指示给药。表1提供了可经即刻公开的装置输送的典型药物的列表，就肺部输送而言所有这些药物都已经由美国食品药品管理局证实。在现有公开的方法中使用的其他药物以及下列列举并非穷举。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>布地縮松BUDESONIDE在成人和6岁或以上的儿科患者中作为预防性治疗用于哮喘的维持治疗。色甘酸钠CROMOLYNSODIUM作为支气管哮喘的预防性给药。色甘酸有规律地每天给药到患需要连续治疗方案的频繁症状的患者。为了预防由运动、甲苯异氰酸酯、环境污染物和已知抗原引起的急性支气管痉挛。地氟醚DESFLURANE为诱导或保持成人住院病人和门诊病人外科手术的麻醉。地塞米松磷酸钠DEXAMETHASONESODIUMPHOSPHATE维持哮喘的治疗，作为5岁或以上患者的预防治疗药物。阿法链道酶DORNASEALFA建议与标准治疗结合的阿法链道酶每天给药在囊性纤维化的患者的治疗中以改善肺功能。在患有超过或等于预测的40%的用力肺活量(FVC)患者中，阿法链道酶的每天给药也显示降低对胃肠外抗生素需要的呼吸道感染风险。安氟醚ENFLURANE用于诱导并保持全身麻醉。安氟醚可被用于提供用于提供阴道分娩的麻醉。低浓度的安氟醚也可被用于在剖腹产分娩过程中其他全身麻醉剂的辅助。高浓度的安氟醚可导致子宫松弛并增加子宫出血。糠酸莫米松MOMETASONEFUROATE作为12岁或以上患者的预防治疗剂用于哮喘的维持治疗。艾洛松(Mometasone)也被需要口服皮质类固醇治疗剂的哮喘患者所需要，其中加入的艾洛松(Mometasone)治疗剂可减少或消除对于口服皮质类固醇的需要。奈多罗米钠NEDOCROMILSODIUM用于患有轻微到中度哮喘的成人或6岁或以上儿科患者的处理中的维持治疗。一氧化氮NITRICOXIDE一氧化氮与其他充氧支持物以及其他合适的试剂结合被用于患有与肺动脉高血压症的临床或超声心动图(ECG)证据相关的缺氧性呼吸衰竭的足月或接近足月(超过34周)的新生儿的治疗，其中其改善了氧合作用并减少对体外膜氧化的需要。戊双脒羟乙基磺酸盐用于由下列一个或两个标准定义的高风险艾<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>除了上面列举的已经由FDA许可用于肺部输送的药物外，所参考的可以通过所公开的方法进行肺部输送的其他药物，包括，但不限于在下表2中提供的那些。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage45</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage47</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage49</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage50</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage51</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage52</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage53</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage54</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage55</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage56</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage57</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage58</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage59</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage60</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage62</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage63</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage64</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage65</column></row><table>可以将药物输送到身体的其余部分。另外许多肽、多肽和蛋白质本身也作为治疗剂用于各种健康状况的治疗。例如，目前正在对多种蛋白质进行研究以改变新陈代谢。超过60%的美国人被认为是肥胖的。肥胖抑制素(Obestatin)，多肽YY和瘦体素(leptin)均为食欲控制激素。人生长激素释放肽(Ghrelin)为食欲增加激素。利莫那班(Rimonabant)为新的药物，其可能能够用于肥胖症的新的治疗药物。大麻素-1(Cannabinoid-l)受体拮抗剂SR141716A和阿片(opioid)拮抗剂LY255582是抑制食欲的另外的药物。其他激素，包括胰岛素制剂已经被研究，并且吸入性胰岛素(exubera)近来也以可适于吸收的形式利用。降(血)钙素是可吸入的并可治疗骨质疏松症、血钙过多和佩吉特氏病。卵泡刺激素(FSH)是可治疗不育的激素。生长素可治疗生长迟缓。促甲状腺激素(TSH)可治疗引起疲劳和体重增加的甲状腺机能减退。正在研究的作为吸入形式的其他激素包括生长激素抑制素和副甲状腺激素。LHRH(促黄体生成素-释放激素)包括拮抗剂和对抗剂两者的可吸收形式都正在被研究用于骨质疏松症。用于勃起功能障碍的吸入性磷酸二酯酶-5抑制剂也正在被研究。加压素(Vassopressin)类似物被用于治疗许多心血管疾病。免疫球蛋白被用于治疗感染，并且可在将来被定制并提供给患者以治疗特定疾病或紊乱。这些都代表了用于各种疾病和状态的有希望的以蛋白质/肽为基础的治疗剂，并且基于初步研究，可吸入途径可以是输送这些药物的唯一或者最有效的方式。本发明公开的给药方法还包括其他形式的遗传物质(例如DNA和RNA)的输送以便治疗各种状态诸如用于受到囊性纤维化困扰的人的肺内衬(lunglining)的治疗，类似于用于帕金森病(例如侵袭脑干)和糖尿病(例如侵袭Langerhorn的胰岛)的干细胞治疗。另一种包括遗传物质的药物为商标为Pulmozyme的a-脱氧核糖核酸酶链道酶、重组DNA酶、重组人类脱氧核糖核酸酶，其为用于囊性纤维化等的酶以减少由粘性痰液中的水解DNA的感染的发生。吸收形式的白介素1正在研究用于治疗哮喘。干扰素治疗剂正在研究用于多种硬化症以及乙肝和丙肝。用于治疗肺动脉高压和hHalPl(人ct-l蛋白酶抑制剂)的肿瘤特异性凋亡抑制因子(Survivin)基因治疗剂或降低一些类型的肺气肿的原位基因治疗剂也正在被研究。用于癌症治疗或预防的基因治疗剂也正在被研究。例子包括代替用于肺癌的p53基因治疗的气溶胶基因治疗剂，以及使用用于肺癌的吸入细胞毒素药物(化学疗法)的治疗。根据本发明公开的方法的用于输送媒介的典型蛋白质可在由UniProtConsortium{呆持的数据库中http:〃www.pir.uniprot.org/(2006年1月26日)中发现，其通过全部引用而结合于本申请中。用于基因治疗和/或其他治疗应用的用于输送媒介的典型多聚核苷酸可在下列数据库中发现http:〃www.ebi.ac.uk/embl/index.html((2006年1月26日)(RNA/DNA序列)(EMBL核苷酸序列数据库，也被称为EMBL-Bank,由(欧洲基因信息协会EBI)保持并由(美国基因数据库和日本DNA数据库(DDJP)协作产生)以及http:〃imgt.cines.fr/IMGTGENE-DB/GENElectlivret=0(2006年1月26日)(免疫球蛋白和T细胞受体基因)(由国际免疫遗传学信息系统(InternationalImMunoGeneTicsInformationSystem)保持)，这些数据库都通过全部引用而结合到本申请中。脂类也可经肺部途径由本发明公开的方法来输送，典型脂类可在下列数据库中发I见:httt):〃www.lipidmaps.org/data/structure/index.html(2006年1月26日)，其由脂类代谢途径研究计划及数据(LIPIDMAPS)保持，其通过全部引用而结合到本申请中。吸入的气体是可经本发明公开的系统和方法输送的另一类药物。一氧化氮常常被用作麻醉剂。氦氧混合气被使用在患有呼吸窘迫困扰的患者中。多种抗生素正在被作为吸入用药进行研究。如上所述，托普霉素已经被证实用于吸入。盘尼西林、喹诺酮类(环丙沙星)、氨曲南和用于肺部和全身感染的其他抗生素已经被评估。吸入形式的免疫球蛋白(抗体)也在感染和/或炎症状态中进行评估。人粒细胞集落剌激因子(GCSF)使免疫系统得到增加，并且吸入的形式是可利用的。吸入药物的中枢神经系统(CNS)应用也正在被研究。烟碱可以多种形式利用，但本申请的医疗端口和输送方法的应用建议了有利的用途和对烟草上瘾的替代而不暴露于烟草产品的致癌物质。治疗偏头疼的吸入药物和用于急性或慢性疼痛治疗的吸入镇静剂诸如吗啡也可是利用的。其他正在研究的CNS药物包括安桃乐(由一氧化二氮和氧气组合的吸入止痛药)和吸入抗焦虑药。其他新的不同药物也可被输送到肺树。环孢菌素A(器官移植排斥药物)近来已经被报道在吸入形式中是有利的。a-l抗胰蛋白酶治疗剂正在被研究用于肺气肿和囊性纤维化的治疗。相比大西洋的盐分的两倍的盐水溶液的输送在囊性纤维化患者中以吸入形式是有利的。己经被鉴别为用于所公开的装置的良好候选的一些其他药物或者药剂为吸入的气体和止痛药/麻醉剂，例如用于肺动脉高血压症或者用于止痛的一氧化二氮。地氟醚和所有"anes"家族的麻醉剂也是可能的候选物。例如，西雅图，华盛顿的CorusPharma是目前正在研究的用于减轻由癌症引起的慢性咳嗽或慢性的肺气肿的可吸入利多卡因。其他药物包括抗焦虑药诸如用于减轻焦虑的市售商标为VerSedTM的咪达唑仑(用于儿童或成人的滴鼻治疗目前是可利用的)、市售商标为ZomigTM的佐米格以及市售商标为ImitrexTM的舒马曲坦(其目前可用于偏头疼的鼻喷雾剂)；以及抗生素诸如托布拉霉素溶液，其目前在文献中被讨论并且已经可吸入用于囊性纤维化和支气管感染，以及万古霉素，其还不能被吸入。吸入的类固醇药物诸如普米克(Pulmicort)TM目前也可被利用并且是用于吸入输送的良好候选。目前以栓剂形式被输送并且因此依赖于粘膜吸收的药物代表了可适于由所公开的系统输送的另一种类的药物。所述基于栓剂的药物，但是非限制性的例子，为用于头昏眼花和反胃的市售商标为PhenerganTM的异丙嗪，其也可口服利用。目前已知的并且可被用于所公开的装置的其他肺药包括但不限于可吸入的前列腺素诸如用于新生儿以校正患者动脉导管未闭(其封闭心脏中的旁路孔)；硝酸甘油喷雾器，其为FDA许可的(舌状喷雾)用于治疗冠状动脉病诸如心绞痛；以及吸入的抗组胺剂诸如市售商标为AstelinTM的氮卓斯汀，以及去氨加压素DDAVP鼻腔喷雾剂，其通过其对肾的影响而作为抗利尿剂。如上所述，一些药物目前还不能用于肺部给药，但它们是可以用于经患者吸入的候选药物。这些包括，例如吸入的关节炎治疗剂和疫苗，诸如流感鼻疫苗(例如市售商标为FlumistTM的药物，其目前通过注射作为流感疫苗)和TB疫苗。用于减轻流感症状的药物诸如病毒唑(Virazole)(其可以气溶胶形式利用，用于抵抗呼吸道合胞体病毒(RSV)的影响)也特别有利。本发明公开的系统和方法利用目前可通过提供不同程度的处理流感病毒诸如禽流感病毒来，作为肺部输送的所述药物。在第一种情况下，本发明的装置提供了舒适的，用于过滤外来病原体的过滤系统。第二，其可与本发明的装置的医疗端口结合使用以输送用于吸入的市售商标为VirazoleTM的病毒唑，或者另一种合适药物。第三，其可与装置(例如在申请号为11/412,231的美国专利申请中描述的那些，该专利申请通过全文引用而结合于本申请中)结合使用，在所述装置中紫外光被用于破坏DNA、RNA或者尽管使用了过滤系统但仍进入气流中的病原体。在本文中使用的术语"药物"还包括游离酸、游离碱、盐、胺和各种水合物形式，包括半水合物形式的上述提到的所述药物，以及所述药69物的药物学本领域技术人员可接受的制剂(它们与药物学上可接受的本领域通常公知的辅料材料结合制成制剂，优选没有其他添加剂诸如防腐剂)。在一些实施例中，药物制剂不包括其他成分诸如可引起不良反应的防腐剂。因此，所述制剂基本上包括药物学上的活性药物和药物学上可接受的载体(例如水和/或酒精)。但是，如果药物为不需要辅料的液体，则其化学式可基本上表示此药物，其具有足够低的粘性，可使用本发明的呼吸装置雾化。在其他实施例中，如果合适，药物制剂可包括一种或多种活性成分、药物学上可接受的载体和/或辅料，以及其他成分例如但不限于乳化剂、缓冲液、防腐剂以及类似物。在本文中，术语"制剂"一般指的是含有活性成分和载体的任何混合物、溶液、悬液或者类似物，并且当制剂经过如上所述的呼吸装置时，并具有使制剂处于通过正压输送/吸入/吹入到患者肺中的形式的物理性质。活性成分可以是任何药物学上的活性药物(如上面定义的那样)，或者诊断或成像试剂。载体可以是可适于与活性剂一起输送的任何药物学上可接受的流动剂。有用的药物包括上面定义的药物，被输送到导气管的全身性活性药物，并且有用的诊断剂包括与通气显像结合使用的那些。制剂还可包括分散或溶解于载体中的遗传物质，其中遗传物质(当在患者的细胞中时)表达药物学上的活性蛋白质或肽。制剂例如可以是溶液，例如水溶液，乙酸溶液，水/乙酸溶液，生理盐溶液，胶体悬液和微晶体悬液。在实施例中，制剂可以是低熔点或者高蒸汽压发生剂的药物溶液或悬液。在一些实施例中，制剂可以固体形式。固体形式的制剂包括粉末、片剂、分散微粒和胶囊剂。固体形式的制剂可通过所公开的呼吸装置蒸发或雾化(将在后面描述)以便由宿主或者患者吸入。药物学上可接受的辅料可以是挥发性的或者不挥发性的。当加热时，挥发性的辅料与药物同时挥发、雾化并吸入。所述辅料的种类在本领域是已知的，包括但不限于气体、超临界流体、液体和固体。下面是所述种类范围内的典型载体的列举水，萜类诸如薄荷醇；醇类，诸如乙醇，丙二醇，丙三醇和其他类似醇类；二甲基甲酰胺；二甲基乙酰胺；蜂蜡；超临界二氧化碳；干冰以及它们的混合物。多种药物、药物族和正在研究的治疗剂(吸入的蛋白质、遗传物质、气体)正在以使用吸入途径(鼻、气管支气管和肺泡区)的形式被开发。本发明中公开的医疗端口装置和输送方法可应用于FDA许可的、目前正在开发的和任何将来的可经肺部输送(或经吸入输送)的药剂或药物。上述药物和制剂作为目前或者可能通过吸入或者由呼吸或肺系统利用的参照。应当理解，通过鼻通道和鼻膜也在本发明的范围内，并且所描述的上述药物和制剂也通过鼻途径进行输送。虽然在本发明中使用术语药剂或药物，但这些术语广泛地被用于包括可具有一些有益或者治疗目的的任何物质，包括物质例如水蒸气、生理盐溶液或者被用于增强成像的化合物等其它物质。本
发明内容本发明提供了通过将药物以相对于大气压的正压输送将药物输送到能够无辅助呼吸的患者的呼吸系统的系统和方法。在实施例中，药物在气流、净化空气或者气体混合物中以正压被输送。在实施例中，本发明公开的提供了使用正压的净化空气用于药物的吸入输送的系统和设备。本发明还提供了可以精确剂量输送吸入药物，并可将药物连续或者及时地协调同步于患者或佩带者的呼吸循环输送药物的装置。在这里公开的装置和系统被构造成很容易以高效、可控并靶向的方式在净化空气中将药物学制剂毫不费力的输送到患者的肺部空气的空间。本发明公开的提供了用于将药物给药到使用者的媒介的呼吸设备。本发明还提供了用于经由患者吸入将全部宿主的药物给药的方法和系统，所述包括以前不经吸入给药的药物。在本发明的系统和方法的实施例中，装置将药物输送到患者，其中患者能够在没有外部辅助的情况下呼吸，因此不需要外来的呼吸辅助或者干涉接受者自身的呼吸循环。这与构成外来的辅助呼吸的机械通风设备相反。作为较少的极端例子，被设计成用于治疗，诸如睡眠呼吸暂停的连续正向导气管压力(CPAP)机器，一旦呼吸发生困难时，都必须介入以校正患者的呼吸模式，从而也构成辅助呼吸。辅助呼吸的另一个例子包括非外来通风(NIV)的形式，其被用于患有严重呼吸问题和那些在没有辅助的情况下经历呼吸困难困扰的患者，并且一般是气管插管之前的最后步骤。在不需要患者一方额外的投入呼吸，并且在通过正压为使用者提供一些辅助的同时，本发明的装置不构成用于外来的辅助呼吸或者干涉患者的呼吸循环的装置。在本文中，"侵入性辅助呼吸"指的是要求千涉患者的呼吸机制的呼吸辅助，诸如通过插管(用于全呼吸辅助)或者校正不规律的呼吸模式，或由自身不能充分呼吸的患者使用。虽然不如插管术那样主动，但CPAP和NIV都属于侵入性辅助呼吸的种类(如在本发明中使用的那样)。如此以来，侵入性辅助呼吸方法和装置典型地采用比本发明的装置和方法更高的压力。相反，在本文中使用的"无辅助呼吸"指的是在没有外来帮助诸如由上述"侵入性辅助呼吸"方法或装置中之一所提供的帮助就能够充分呼吸(例如具有正常范围内的血氧水平)的能力。在实施例中，本发明公开的装置和方法用于能够进行无辅助呼吸的患者。因此，典型地，在本发明的装置和方法中采用的压力将比用于侵入性辅助呼吸所要求的那些更低或者更小的主动性，诸如呼吸机或者NIV或CPAP机器。在实施例中，药物在压力大约为lcmH2O到大约30cmH2O的空气、净化空气或者气体混合物中被供给。典型地，在本发明的装置中采用的压力低到足以使患者的呼吸模式(例如吸气和呼吸的开始)在机器供应的压力的基础上可辨别。72虽然本发明的装置和方法用于不需要呼吸辅助的自发呼吸患者，但在一些实施例中本发明的装置和方法可与呼吸机结合使用以将药物传送到吸氧患者。例如，本发明公开的还包括申请号为11/533,529、题为"RespiratorsforDeliveringCleanAirtoanIndividualUser(输送洁净空气给个体使用者的呼吸机器)"的美国专利申请中描述的呼吸机(其通过引用而结合到本申请中)与本文中公开的设备结合使用。本发明的系统和方法完全、安全并有效地使用肺部的高吸收内衬作为给药大量药物的途径。本发明的药物输送方法还可使用现有呼吸系统来实施。范围从覆盖口腔和鼻子的面罩到覆盖整个面部的面罩到口腔鼻孔的大量送气面罩(如在便携式水下呼吸器(SCUBA)工具中现有的那些)可以在实施例中公开的药物输送方法来实施。在一些实施例中，供应的纯净空气可通过合成的方式达到(与过滤环境空气相反)，诸如通过将来自液态氧、液态氮和液态二氧化碳的混合。特别是，在实施例中提供了一种系统，包括鼓风机例如泵或吹风机或者在压力下提供空气的系统，例如SCUBA罐，以产生清洁空气的气流。许多主动呼吸机是已知的，例如由3M制造的正压呼吸器(PAPR);由一些医疗供应商诸如PuritanBennetandRespironics制造的连续正压呼吸器(CPAP)，其包括典型地覆盖鼻子用于解决睡眠呼吸暂停问题的加压面罩；与化学空气过滤系统连接的消防型面罩；以及与压縮气缸诸如用于水下潜水的SCUBA工具连接的面罩。如上面所讨论的那样，在一些实施方式中，本发明所公开的药物输送设备可使用所述现有技术的装置来实施。但是，除加压罐中的高度净化的空气之外，现有送气面罩不能代表性地提供小于20纳米并结合臭氧去除的高度净化的空气，这意味着在一些环境中药物中化学成分可能受到空气中的污染物的影响。因此，在一些优选实施例中本发明的方法和系统使用结合在上面的申请号为11/533,529的美国专利申请中描述的呼吸机。虽然站在肺部和其他器官的环境刺激物被消除的立场上看，从空气中消除污染物本身可被认为是对使用者有利，但更进一步的检测发现，典型户外空气特别是室内空气的化合物揭示了净化空气对于保证经肺部途径的有效安全的药物输送特别重要。用于本发明的系统和方法的净化空气的重要性由在环境空气中正常存在的高浓度和化学成分的微粒所组成。虽然微粒数目基于特定背景环境而在很宽的范围内变化，但室内空气可以很容易含有每立方米超过100亿的微粒，其中许多微粒具有直径小于20nm的范围。此外，虽然存在考虑到这些微粒属于惰性微粒的可能性，但这些微粒较大百分比的被浓縮成有机或无机化合物的小液滴或者微晶微粒，包括诸如芳烃和碳微粒等化合物。预测室内空气中的污染物的化学成分由于臭氧的存在而进一步复杂化。虽然臭氧本身属于有害污染物，但其也具有高度反应活性。臭氧与其他有机污染物的反应导致大量衍生化合物的生成，对室外空气来说这些化合物已经进行了部分研究(烟雾形成的机制等)，但在目前的文献中没有很好地得到证明并且不能在室内环境下广泛地被理解。由于聚合物(地毯、室内装修等)放气的原因或者简单地由于使用清洁化合物的原因，其他有机物也在室内空气中被发现。已经被证实当暴露与臭氧时在空气中形成衍生化合物时特别活跃的一类有机物是萜类，其在许多清洁剂和空气清新剂中使用，是许多清洁产品的新鲜松木或者柠檬气味的主要成分。萜类有时被采用作为用于药物的载体物质(薄荷醇是一个例子)。另外，在宏观上固体或是液体形式的化合物，许多化学反应可进行得相对缓慢。但是，如常常在高中和大学化学实验室所证明的那样，高表面积体积比增加了两种化合物之间的反应速度。由于许多雾化污染物微粒在20nm的范围内，微粒具有非常大的表面积体积比可以使反应的迅速发生特别关注的，在有关治疗药物与环境污染物之间的不期望的化学反应的领域是蛋白质和多肽包括基因治疗剂的肺部输送。如在F丄Kelly和I.S.Mudway的题为"ProteinOxidationattheAir-LungInterface(在气肺界面上的蛋白质氧化)"，Jw/"oJc/&(2003)的综述文章(通过全文引用而结合于本申请)中描述的那样，一些不期望的反应在蛋白质与反应性氧或氮种类诸如臭氧或二氧化氮之间发生是已知的。如在该文章中所解释的那样，反应性氧和氮种类以及它们的次级脂类和糖氧化产物可与蛋白质相互作用，引起反应诸如蛋白质的多肽骨架的氧化、肽键断裂、蛋白质-蛋白质交联以及在一定范围内的氨基酸侧链修饰。芳香族氨基酸(例如酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸)和脂肪族氨基酸(例如精氨酸、赖氨酸、脯氨酸和组氨酸)都可以称为反应性氧和/或氮种类的靶标，两种含硫氨基酸半胱氨酸和甲硫氨酸显得对氧化尤其敏感。有机和无机污染物与反应性化学物质、高微粒数、臭氧的存在以及由于臭氧与其他化合物的反应导致的不确定的衍生物的结合使得难以预测空气的化学成分。由于可形成对药物本身的有效性产生负面影响或者形成可能导致对健康有害的大量化合物，将药物引入到没有充分净化的空气中极大地增加了副作用的可能性。因此，净化空气对于本发明的输送方法而言是优选的。由于环境空气中的微粒数有时在市区测定为每立方米超过100亿并且微粒尺寸小于20nm，必须对过滤进行仔细考虑。用于大多数使用者、职业性及医疗过滤装置的标准目前为HEPA级过滤(300nm下过滤效率为99.97%)，对于被过滤的每立方米空气而言其可允许超过IOO亿个微粒通过。为了确保可消除由高浓度未知空气传播的化合物与药物反应产生的潜在有害反应物的有效过滤，过滤器材料和全部过滤器设计两者都应当被仔细选择。能够满足这些效率(例如LydallFiltration的6850级)的过滤器材料可以很容易买到。该技术已经被广泛用于设备中诸如清洁房间的设备，但其在用于可呼吸空气的较小应用中，诸如在本文中描述的使用在该
技术领域：
中的任何文献中都没有看到。应当理解的是，这种材料用于清洁房间是其原理性应用，并且其中房间空气的快速变化也是其典型的应用，在大多数情况下上述高效过滤材料被设计具有较高的流速。在这种高流速应用中，空气以相对较高的速度通过过滤材料。因此，在这种应用中污染物微粒以相对较高的速度撞击过滤材料。微粒穿透的速度很大程度上取决于微粒的动能(V2mV2)，并且微粒穿透随着速度的增而增加。该速度在过滤器工业中被称为"罩面风速"(facevelocity)。图22的图表示出了对于材料诸如上面参考的材料的效率与罩面风速之间的关系。基于这种关系对于上面描述的过滤材料获得最大过滤效率将利用相对较低的罩面风速来达到。在给定流速下，罩面风速与过滤器面积成反比。因此，本发明公开的使用比所需面积更大的面积以满足为了获得低微粒速度的压降要求，从而提供了非常高的效率，这对于将药物与净化空气结合来说是重要的。同时，实现了等于或高于现有装置的流速。如上所述，当罩面风速降低到2cm/sec之下时，在该范围内的过滤效率和具有代表性的玻璃微纤维技术(ULPA级过滤器诸如来自LydallFiltration/Separation,Inc.,Rochester,NH的那些)被实现，并且当其达到大约lcm/sec时100%的效率被实现。在本发明的优选实施例中，到使用者的空气流速大约为320slm。由于室内和室外微粒浓度有时超过每平方米100亿，过滤效率应当非常高以保证在微粒与药物之间不发生不必要的化学反应。这对于具有高表面积比(surfacetoarea)的小微粒(例如小于lOOnm)来说特别重要。如上所述，微粒的化合成分作为位置天气等的函数将发生极大的变化。因此，这些可能的反应物的消除是重要76的，以便确信药物(化学物质)的最终输送。还如上面讨论的那样，现有的呼吸机实现了300nm下的大约99.97n/。的过滤效率。由于室内空气微粒浓度大约为每立方米100亿并且静息时肺部呼吸体积达到大约5升，大约99.97%的过滤意味着现有呼吸机允许每次呼吸超过1万5千个尺寸等于直径为300nm的微粒和15万个尺寸大约为25nm和更小的微粒通过，为其中可通过这些高微粒浓度与注射的药物之间的相互作用产生的不安全的化学物质创造了环境。本发明的系统达到了输送药物的化学成分方面的高度可信(例如过滤大约99.9996%)。使用上面描述的优选实施例，对于该水平的过滤而言，过滤面积典型地可超过大约500cm2。在过滤面积的范围中大约2700cm2到5400cn^的过滤面积可被利用，分别可以达到大约99.99996%和大约99.99999%的过滤效率，并且每次呼吸仅仅数百个微粒可以相应通过。在另一实施例中，使用大约为160slm的流速(对于静息下的成人的呼吸来说是足够的)，99.9996%的效率可使用低至大约250112的过滤面积来实现，并且对于大约大于2700cn^的面积可达到最大效率。在又一实施例(图21)中，采用气囊21002以保留过滤的空气备用。在该实施例中，大量瞬时峰值呼吸速率(大约500slm)可由在远低于平均速率下的过滤得到保障。经医疗端口21003和软管21004供给到使用者的空气在使用者呼气过程中由吹风器单元21001储存。在该方式中，吹风机单元的尺寸需要被最小化。在维持一个比平均流速小的流速通过过滤器，过滤效率可以达到最大化，例如，使用大约830cn^的过滤面积可实现平均流速大约50slm、99.99999%的过滤效率。在空气中存在并由于有机微粒物质与臭氧之间的反应的结果形成的微粒物质的过滤得到显著改善；但是臭氧，作为分子水平的物质不能通过简单机械过滤除去并将作为污染物保留在过滤的空气中。因此，在一些实施例中需要通过反应或者催化步骤除去，其中将臭氧转化成分子氧或者转化成无害或者反应性比臭氧低的其他化合物。用于减少或消除臭氧的一种容易利用的方法是活性炭过滤器的使用。该方法通过当空气通过由大的表面积活性炭时吸附臭氧来实现。活性炭材料可被植入到过滤器材料中或者作为替代，以微粒状形式保持在两层过滤器材料之间。但是，由于吸收物质的聚集以及在碳表面上产生的过滤化合物的原因，活性炭过滤器的性能随着时间的推移而降低。过滤器必须经常被替换。因此，优选实施例包括催化剂，其帮助将臭氧最终转化成02。Mn02(Y-Mn02和卩-Mn02两者)以及钯或氧化钯、Ag20或者其他金属氧化物诸如氧化铝和/或氧化铜可被用作催化剂，并可被施加作为与气流接触的输送装置表面上的涂层。材料还通过植入或者将催化剂微粒连接到过滤器纤维基质而被结合到过滤器材料本身中。在典型实施例中，催化剂被结合到过滤器的玻璃纤维的化学组成中。使用Mn02作为催化剂的另一优点在于，所设计的化学物质对于除去作为另一种主要空气污染物的S02也是有用的。另一种常见污染物N02可使用不同化学物质催化并输入一些能量以驱动反应。一个例子是当暴露于Ti02的照射表面时氮的氧化物的光催化。因此，本发明的方法和系统的另外的实施例包括使用也有效除去臭氧、S02和N02的一种或多种的净化空气。本发明进一步提供了用于将药物或药剂供给到空气流中的方法和系统，从而经正常呼吸输送药物。这与沙丁胺醇吸入器和其他类似装置不同，那些装置的操作要求使用者付出参与吸入循环的一些另外的力气和额外的协调力。典型地，药物以固体、微粒或者粉末形式提供给患者并以片剂或胶囊给药，或者药物以液体形式提供并口服(例如咳嗽糖浆)，或者注射到肌肉组织中或静脉内注射。其他药物进而依赖延迟或缓释机制，诸如依赖于经皮肤吸收的药膏。口服、注射、静脉内以及经皮输送方法都具有明显缺点。对于药物的口服输送而言，由于存在药物必须正78确地与消化系统的化学物质反应的要求，这些明显缺点必须被克服。另外，一旦由消化道吸收，进入血流的又一个障碍是首先需通过肝脏的代谢。注射和静脉内输送的明显缺点是方法的侵入性和本身带来的痛苦性，感染的风险和针刺的心理影响。虽然对于一些容易被吸收的药物例如烟碱适度有效，但经透皮给药并不是输送大多数药物的有效方式。药物的肺部输送避免了所有这些问题。通过该途径输送的药物没有受到消化道化学物质的复杂因素的影响，并且药物回避了肝脏而由肺部吸收，因此没有受到如口服输送药物那样的第一级新陈代谢的影响。肺部输送是非侵入性的，不需要针或外科手术。在医学领域公知的是赋予较大表面积和敏感性的肺膜内衬，可以使得肺部输送是使药物进入血流的迅速有效的方式。本发明的系统的另一方面是精确监测待提供到使用者的过滤和加药空气的压力和流动参数的能力。现有装置的输送典型地依赖于使用者必须通过他/她自己的努力吸取从加药气雾剂供给到医学容器或罐的、有稳定来源的空气，或者依赖于要求使用者自己用力来输送的系统诸如沙丁胺醇吸入器(例如，沙丁胺醇罐必须被压縮以与吸气相协调)。相反，本发明的实施例采用目前技术水平的电子传感器和处理器主动监测并响应使用者的呼吸循环。固态压力换能器阵列诸如由SiliconMicrostructuresofMilipitas,CA生产的SM5600系列传感器被用于监测医疗端口内的压力状态。来自传感器的数据由存储于从传感器收集的数据的机载微处理器实时监测。通过该数据分析，处理器可基于近似一分钟或两分钟有价值的数据建立或"学习"使用者的基线呼吸参数。一旦基线参数被建立，则处理器可对使用者的特殊要求和呼吸模式产生适当反应。作为一种例子，处理器可在呼吸循环开始时观察压力读数以监测特别快速或深入(大体积)的吸入循环。以这种方式，处理器可使得孔将精确控制的量的药物以精确的正确时刻注入气流中，以便其最深地并有效地由使用者吸入。在另一种情况下，当由处理器控制时医疗端口可仅仅在交替吸入过程中给药。处理器可以类似于用于私人计算机的喷墨打印机接收来自喷墨盒的数据的方式接收来自"精确"药盒的输入。该数据可被用于向处理器指示关于由药剂师医生确定的用于药物以及患者的输送的最佳参数。所述数据可包括剂量信息，随着使用者呼吸循环的剂量的正确定时等等。在一种实施例中，医疗端口具有数据孔，其可与装置连接以便输送关于使用者状态的反馈。作为例子，血氧饱和度检测仪被用于监测使用者的血氧含量并对药物作出适当响应。明显地是，如果需要的话，含药物空气还可以精确混合并连续的方式被输送。再一种独特应用是用于缓慢并精确输送目前可作为定期丸剂被输送的药物(诸如通过吸入器输送沙丁胺醇)。药物诸如沙丁胺醇的缓慢逐渐输送允许患者接收更适当的剂量而不会由于药物的突然注入而产生的副作用(诸如与沙丁胺醇吸入器和喷雾器有关的"紧张不安")。对于正在考虑的药物来说，现有装置还不能显示精确并适当地，并且在呼吸循环过程中精确时刻输送吸入的药物的能力。本发明提供了用于允许药物被给药到患者的呼吸系统特别是肺部的方法和系统，此外所述方法和系统还通过监测呼吸循环并控制给药时间来达到最优的效率，通过监测和控制对药物进行给药。通过在净化的气流中并以正压环境提供药物，本发明的系统和方法还使对于呼吸力气有限和呼吸协调有限的人群来说变得更加容易，诸如儿童或老人，以更有效地给药。除了除去不需要的污染物并有效输送药物之外，本发明允许被供应到使用者的空气的温度和湿度可以得到控制，确保了使用于药物输送最有效的状态和使用者的舒适程度。这通过控制使用由温度和相对湿度传感器，诸如目前可购自Chandler,AZ的Humirel,Inc.的HTS2030SMD,产生的数据来完成。控制器监测传感器的输出端来确定是否需要增加湿度或者除湿或升高/降低气流的温度。控制器然后可启动适当温度调节。温度可使用热电制冷器/加热器或者电阻加热器升高或降低以改变温度。其还可启动将水蒸气注入气流中以增加湿度。湿度还可通过使用辅助冷凝器或干燥器作为除湿剂来降低。一种实施例利用与在申请号为11/533,529的美国专利中描述的那些类似的主动型面罩，该专利申请通过全文引作参考结合到本申请中，并在图2A和2B中显示。该系统利用鼓风机产生气流。如在图2A和2B的主视图中显示的那样，该系统包括具有由预过滤器2404覆盖的离心鼓风机2402的供气外壳2400。预过滤器2404防止鼓风机2402吸入过多的较大微粒。来自鼓风机2402的空气径向向外排出并通过经过主微粒过滤器2410的外壳壁形成通道，所述主微粒过滤器安装在电池组2412上方或与其相邻。空气经过出口2420离开，该出口通过供应软管2424与面罩2422相连接。为使用方便，具有其鼓风机、过滤器和动力的外壳可以"腰包"(fa皿y-pack)的方式通过带子2430与使用者连接。除上述元件外，在图2中显示的实施例包括用于引入药物2442的医疗进入孔2440，在该例子中其为喷雾罐，如通常用于将沙丁胺醇给药到哮喘患者的喷雾罐。医疗进入端口2440也可被称作医疗端口2440。医疗端口2440包括具有进气口2452和出气口2454的软管适配器外壳2450。在一种实施例中，进气口2452和出气口2454中的每个可设置有密封配置。在一种实施例中，密封为具有三个平行的环形脊的密封垫以提供更可靠的密封。如在该实施例中所示，医疗端口2440被连接在软管2424中。因此部分软管2424与进气口和出气口2452、2454两者都连接。在下面讨论的其他实施例中，医疗端口与软管2424的进气端或出气端之一连接。虽然易于使用可支持医疗端口在软管的进气端的使用，使得使用者可很容易看到他或她所做的动作，但典型优选的是，尤其是在喷雾药物的情况下，使医疗端口尽可能靠近面罩。这避免了药物沿着软管壁凝结，并且还使与管材料的任何化学反应最小化，所述反应可引起管退化或引起不需要的聚合物从管中浸吸到气流中。特别是，在图3的实施例中，两个管适配器(也被称为适配器外壳)被显示一个位于软管的下游端，其中其与面罩2422连接，一个位于软管的上游端，其中其与外壳2400连接。在图3的实施例中，两个软管适配器分别由附图标记3500和3502表示。医疗端口3510和3512都部分示出混合室3520、3522。如图3的实施例所显示的那样，适配器外壳3500、3502和至少部分混合室3520、3522被连接到系统中。当不使用时，不使用的适配器外壳3500、3502和不使用的混合室部分3520、3522可通过将密封盖设置在混合室部分3520、3622的进口末端上方来封盖。这样的密封盖在图6和7中显示。在一种实施例中，医疗端口诸如医疗端口3510、3512可取下地连接到软管和面罩或者送气外壳2400。为了保证医疗端口正确连接，一端可具有内螺纹连接并且另一端为外螺纹连接，如图3所示。如同通过下面的解释变得更清楚的那样，医疗端口作为用于将蒸汽或喷雾形式的药物引入到由鼓风机2402形成的气流中的媒介。该药物然后经软管2424被输送给使用者或者将药物给药到使用者。被用于该目的的面罩优选为与使用者相匹配的面罩以允许进行精确的压力和流动测定并由此而允许进行剂量控制。而且，一些实施例可包括在面罩或者软管或者系统中任何地方的压力传感器以测定面罩中指示器(视觉和听觉)中不期望的正压的损失。在图2的实施例中，视觉报警器2700和听觉报警器2702被设置在外壳2400上。事实上，这样的面罩还可甚至当没有用于对药物进行给药时，在污染区域中使用。图2的系统还包括用于开关送风机接2402的通/断开关，以及在一旦发生报警时重新设定系统的重置按钮。应当理解的是，因为系统仍处在建立面罩中所要求的压力的过程中，故在启动时系统经时间延迟来控制以避免报警器被触发。除了避免药物的过量损失以外，与使用者匹配的面罩使用还提供了针对沿着82面罩周边进入面罩中的污染空气的入口处的额外的保护(在由面罩中的正压提供的保护上方或上面)。如上面所讨论的那样，医疗端口包括两部分软管适配器和混合室。图4显示了混合室4000的一种实施例，其与软管适配器4050—体形成。该实施例的室4000设置有示例的密封4002以便更好地密封结合罐诸如在图1中显示的罐或瓶(将在下面详细讨论)的外壁。室4000还包括内部止动器或壁4004，一旦罐或瓶被推到小室4000中，罐或瓶的前面靠紧在所述止动器或壁上。因此应当理解的是，一旦罐或瓶与止动器或壁4004稳固结合，则由小室4000限定的内部空气空间4020就是壁4004与电子制动阀4006之间的空间。在操作过程中，任何蒸发或喷雾的药物将因此而填充在壁4004与阀4006之间的内部空间并与其中的空气混合。为了得到更大的灵活性，本发明的装置的实施例还包括用于容纳不同尺寸的瓶或罐的适配器5000。特别是，适配器5000包括用于大瓶或罐的更宽的输入口。更宽的输入口包括三通阀5004和限制任何大的瓶子通过线5002的边缘止动器5006。适配器还包括用于更小的瓶和罐的次级更窄的输入口，更窄的开口具有用于结合更小的罐或瓶的外表面的密封件5014。在这种情况下，边缘止动器5016使瓶或罐停止在线5010处。应当理解，当使用适配器时，适配器而不是瓶或罐滑到混合室4000中。因此当大瓶被插入到适配器中时内部空气空间由壁4004与阀4006(由字母A示出)之间的空间以及图5中的空气空间B和C两者来限定。当更小的瓶或罐插入到适配器5000中时，罐或长颈瓶配合到空间C中，留下区域A和B作为内部空间以便允许药物与空气混合。应当理解的是，用于混合室和适配器的其他变体构造可被设计，也不背离本发明的精神。气雾剂典型地以罐的形式提供，诸如沙丁胺醇罐，其典型地以上面讨论的方式与混合室结合。通过向内按压罐使其喷嘴撞击到室中的销，83诸如销4020上或者适配器的销，诸如销5020上，喷气或药丸形式的药物剂量被分散到室中。固体形式的药片可设置在混合室或适配器中，其一种实施例在图6中显示。图6的适配器包括用于容纳药片的凹陷6000，和一旦药片被压积在小室中时与双密封件6004结合以关闭小室的端盖6002。如图6所示，该实施例中提供加热板6010形式的主动蒸发部件。板6010可涉及电加热元件或者当两种化学物质发生放热反应时以化学加热板来实现。在使用化学物质的实施例中，应当理解，需要的化学物质被留在在混合室之外以避免任何空气污染。将固体药物转化成气体形式的其他方法也落入本发明的方法和药物输送呼吸装置的范围内。作为例子，通过提供热量将固体主动转化成气体形式的一种其他方法例如在Rabinowitz等人的美国专利US7，070,766(通过引用结合于本文中)其描述了一种将固体药物转化成气体的方法，诸如减轻偏头疼或疼痛的药物，从而将药物涂敷在具有反应物的不锈钢叶片下侧，使箔破裂并对其进行加热以引起迅速相变。本发明的方法包括主动蒸发例如使用能源诸如可见、UV、或IR光或者使用具有压电晶体的超声表面。图7显示了具有与加热垫7004互补的下部凹陷7002的适配器7000。端盖7006再次结合双密封件7008。应当理解的是，凹陷用于在液体被蒸发时将其保持在加热垫上。为了将液体给药到小室中，吸液管或者类似分配器可被使用。应当理解，为了输送精确剂量的药物，被输入到小室中的液体量必须被精确测定。在优选实施例中，为了避免溢出，可输送精确量的液体的药瓶与小室或者适配器诸如在图5中显示的适配器连接，所述适配器具有药瓶喷嘴的调节装置。输送精确到一滴的剂量并通过保证药瓶中的每滴都被使用来避免浪费的一种所述药瓶是在Vollrath等人的美国专利US6,386,394(其内容通过引用而结合于本文中)中描述的分散瓶。精确剂量的药物通过对填充瓶进行简单的挤压而被输送到小室中。作为液体输送的另一种形式，尤其是当输送通过使用电子控制机制而自动进行时，本发明的装置还可釆用喷墨打印技术。虽然图6和7显示了用于容纳两种不同类型的药物的适配器实施例，但应当理解，改变适配器，诸如凹陷6000、7002也可在混合室中进行。此外，虽然上面描述了图7的实施例用于液体，但图7的实施例的另一种变化也可用于烟草产品或尼古丁以便在限制区域抽烟，或者允许气体药物(在这种情况下为烟或者简单尼古丁)得到控制，因此可以逐渐使抽烟者戒掉吸烟的习惯。在优选实施例中，化学物质尼古丁通过使用者推动有线或无线按钮或者在由压力传感器测定的吸入循环中或连续以高度稀释的形式直接加入到气流中。进入口7010可适于容纳香烟，应当理解混合室必须足够的长到可以容纳香烟。而且，在这种实施例中加热垫是不需要的。相反，烟草产品或尼古丁可被压积在凹面7002上并通过加热垫加热。在所有这些其中可能的有害物质被使用者吸入时，可从面罩上的空气出口处提供与过滤器2410类似的微粒过滤器。迄今为止，包括有害产物诸如焦油的烟草产品被用于该装置，优选实施例包括在适配器外壳中的过滤器，其可以是不仅保护使用者而且防止微粒沉积在面罩的壁上和用于装置的任何空气软管上的高质量微粒过滤器。一种实施例采用在药物出售的地方可以买到的可拆卸一次性适配器，从而避免了对用于适配器的进口的需要。这样的实施例可仅仅提供单剂量/适配器。虽然上面的实施例都显示了混合室和侧向向外延伸的混合室适配器，本发明并不限于此。一种实施例使用垂直安装的混合室适配器，如图12所示。一种实施例使用具有朝上的进入的混合室适配器，如图13所示。应当理解，相反混合室本身可具有朝上的进口，如图14所示。这种实施例可使其更容易在重力的帮助下将药物引入到混合室中。适于容纳瓶或罐的适配器的还一种变体在图10中显示。在该实施例中适配器10000具有在其出口端10003的内表面上的密封件10002以结合图9中显示的混合室9002的外表面。虽然图中示出了三个密封件，但其他数目的密封件也可被采用。进口端10005包括外部密封件10010以便当瓶或罐不存在时用端盖10012封住，并具有内部密封件10014以便结合瓶或罐的外表面。该实施例的适配器10000包括端部止动器或壁10004，其不仅用于瓶或罐的靠紧表面，并且还结合混合室的壁9020。因此应当理解，该实施例中内部空气空间仅仅由混合室9002限定，而不是由适配器限定。如上面讨论的那样，在既不是雾化形式也不是气雾形式的液体或固体药物的情况下，必须进行蒸发步骤。蒸发可通过将能量提供给药物来实现，诸如通过对药物进行主动加热。与加热不同，其他能量形式也可被提供给药物以对其进行蒸发。例如，物理振动或者超声搅拌的使用也可由图8中显示的搅拌器来获得。相反，药物可以是具有如下特性，即其在没有外部因素介入的情况容易蒸发，例如被动蒸发。上述讨论集中在以适于在气流中输送的气雾或雾化形式或者作为替代以要求随后蒸发的形式将药物分散到混合室中。另一个重要方面涉及将气雾、雾化或蒸发的药物引入到气流中。这涉及将其以可控的方式从混合室中输送到适配器外壳2450、3500、3502、4050中。将药物从混合室中移动到软管连接器的气流中的任何合适的方法都可被使用。在一种实施例中，混合室8000中的蒸发、雾化或者气雾通过图8中显示的弯曲管8002形成文丘里效应(Venturi)抽出。气流在管8002周围弯曲并因此加速以在管的开口8004处形成低压区。这将药物抽出室8000。使用文丘里效应将药物从室中拉出或抽出的另一种实施例在图9中显示。这里在该实施例中具有水滴机翼形状的导流体卯OO在室9002的86出口处形成。入口或通道被提供给医疗端口以用于空气摄入，以便新鲜空气进入混合室。作为将药物从混合室中抽出的文丘里装置的替代或附加，气流可被定向引导到混合室中以将药物推出。事实上，图9中显示的实施例也包括这种推进作用，如同由较低端的导流板卯00的下端处的进口通道9010所定义的那样。在又一种实施例中混合室被加压，例如通过从系统中的高压区域导引到混合室的管道的外部源加压。这种在混合室中增加的空气压力的方法用于当混合室与软管适配器之间的开关阀打开时推动加药空气离开混A亩O主o虽然上面的实施例依赖于低压或气流来将药物运送到混合室之外并进入软管适配器，但另一种实施例使用如图11中所示的活塞11000形式的物理推进机制。活塞可由使用者手动推动或者可与马达或弹簧机制耦合以逐渐地将活塞向内推动，直到混合室中的所有加药空气都被从混合室中排出。在该实施例中提供了螺旋弹簧11002和杆11004，用于将活塞11000回推并使得弹簧被压縮。一旦杆11004被释放，弹簧11002的张紧力将活塞推动到混合室11010中，将充填有药物的空气经电子阀11020排出到软管适配器11030中。图12和13显示了适配器的不同实施例，而图14显示了混合室的实施例，它们都提供用于瓶的垂直安装以利用重力自动加料。为了控制从混合室进入到软管适配器中的空气的排出，提供阀机构，诸如图4中的电子阀4006和图11中的阀11020。在使用电子制动阀4006的情况下，使用本领域已知的电子阀。在使用阀11020的情况下，使用机电快门机制，例如在照相机中发现的那些。为了控制空气经过阀或快门的流动，开口或孔径可受到控制。作为替代，与总是保持开口或孔径的打开并简单地变化开口的尺寸不同，阀或快门可间歇地关闭和打开以将少量药物释放到气流中。在一种实施例中受控方式包括每次释放使用者吸入的部分药物。在一种实施例中，控制器根据一系列吸入，呼出和释放的监视，例如当没有药物被分散时每两次或三次吸气或者在由三次吸气之后的排出两次吸气来监测吸气和呼气并释放药物。模式或系列可基于药物的性质而变化。另外，基于个人呼吸的深度如何，气压或者气流可被考虑以改变其被打开的孔径的尺寸或者时间长短。而且，在一种实施例中，按钮、瞬时开关或者用于传递控制器信号的一些其他装置被采用以指示使用者关于药物在一些未来一次给药时诸如下一吸气循环的期望药量。在该方式中，药物可周期性地由患者优选输送，同时保持定时输送的优点。在另一种实施例中，药物可以连续的方式被提供，而不是以脉冲的方式提供。如上面讨论的那样，系统可包括传感器用于指示空气流到使用者的速度、可由使用的控制器输出显示以计算剂量参数。在本申请中流动速度可由许多种方法来测定。其可通过热丝风压计、化学风压计或者与流经孔的气流接触设置的大量空气流动传感器直接测定。优选地，流动感测可使用压力传感器间接进行。这些传感器可与皮托管，或者一些数目的传感器(例如三个)结合使用，这些传感器在孔内部的文丘里结构的每侧上设置气流进入口。基于由传感器测定的压力，控制器然后可监测穿过文丘里结构的压力差并基于该信息进行计算流量。多个传感器的使用可允许控制器对数据进行平均，并且由于干扰等来自单个传感器的偶然错误读数可被忽略以便产生精确的数据组，医疗端口的功能控制以该数据组为基础。另外，如果至少包括一个压力传感器以测定大气压，则控制器还能够监测医疗端口、软管和面罩中的压力以便确定佩带者的呼吸是否形成负压，来显示鼓风机单元工作量不足的情况。在一种实施例中，通过控制为鼓风机提供动力来控制气流速度或者压力的控制器可包括用于控制快门或阀的算法，以便以可控的方式释放药物。88压力传感器或者流速传感器可安装在适配器外壳中，并且用于将线穿过外壳的适配器外壳或管中的任何孔都被密封。这可通过密封适配器外壳来实现。在一种实施例中，适配器外壳中的所有传感器和监测器都被安装在通过夹片扣合于外壳的内表面上的印刷电路板上。为了避免电子元件暴露于气流中，在具有其元件的电路板上方涂有保护涂层。虽然控制器也可被安装在电路板上，但在另一种实施例中传感器和监测器与外部电路板上或者鼓风机外壳中的监测器连接。在胰岛素被给药到肺部的实施例中，本发明的装置提供了从胰岛素监测器到控制器的反馈回路以便监测基于使用者血液中的血液/糖水平，从而自动计算所需的胰岛素给药量。在控制器被安装在电路板上的实施例中，在医疗端口外侧的电线可通过在电路板上提供独立电源一起消除，例如通过手表电池。医疗端口的电源还可通过能源诸如在不能或不便进入电子栅格的领域中使用的太阳能电池、小的风轮机或燃料电池来提供。为了保证被输送到使用者的药物的精确量，重要地是控制被引入到混合室中的药物或者化学物质的量和离开医疗端口(进入气流中)的气流速度。如果这些值都己知，则混合速度和输送速度可被确定并控制。系统可将固定量的药物输送到混合室中然后允许这种混合物在合适时刻并以合适的时间量从混合室中抽去，或者其可以通过连续过程将药物输送到混合室中。一旦混合室中的药物被输送到气流中，其由软管2424(图2)或软管11050(图11)携带到面罩，诸如图2中的面罩2422。在实施例中软管包括内衬，软管由不将聚合物过滤到气流中(这是可能发生的，尤其是一些类型的药物)的材料制成。此外，在实施例中软管由防止或减少由于暴露于药物中而化学降解的材料制成或者衬有该材料。在还一种实施例中，软管可拆卸地被连接以允许其不时地被替换。这允许软管内表面上积累的降解物质和药物残渣被处理。虽然上面讨论的实施例中使用混合室与适配器外壳之间的快门或者电子控制阀，但另一种实施例提供了被安装在混合室中的快门和阓。这样的实施例在图15中显示，其包括由印刷电路板(PCB)16002分成两部分16010、16012的混合室16000。PCB16002提供了两个气流路径一个在通过快门或阀16004的上部16010与下部16012之间，一个用于经通道16022为从适配器外壳16020到上部16010的气流提供通道。在印刷电路板(PCB)16002中后一气流路径简单地包括孔或者空间16024。作为替代，阀16004可被定位在从下部外壳到上部外壳的进入孔处以控制混合室的进口16024而不是混合室的出口。瓶或罐16030被安放在垂直延伸的支架16032中。在一种实施例中，垂直延伸的支架16032可以是更小的构造，例如儿童用面罩，使更大-例如成人用罐16030不能配合在更小的支架16030中。以这种方式，避免儿童或更小患者的药物过量。在使用罐的情况下，销16034紧密接触在喷嘴上以允许药块被排出到上部16010中。在将液体从瓶或其他液体分配器中分散液体的情况下，加热垫或者压电板13036将液体蒸发。无论何时阀16004打开，由经过孔16024进入的空气形成的上部16010中的气压迫使空气进入下部16012。药物借助由进口到适配器外壳16020的弧形表面16042、16044形成的文丘里效应被抽入到适配器外壳16020的通道16040中。在该实施例中，适配器外壳16020被分成药物运载通道16040和无药物气流通道16048以允许空气绕过文丘里区域16042、16044并且不将加药空气强加给使用者。在图16中示出的一种实施例中，适配器外壳16020不分叉，并仅仅包括一个通道16040。因此，当加药空气和不加药的空气绕过文丘里区域16042、16044时它们混合在一起。分叉的适配器外壳进一步参照图17和18中示出的实施例示出。图17和18显示了延伸到面罩17000、18000的分叉通道16040、16048。在使用面罩17000的情况下，药物运载通道16040延伸到管头17010，在该实施例中所述管头与面罩固定连接以避免因疏忽的吞咽或阻塞危害。在其他实施例中，管头或者套管可拆卸地连接以允许其在使用一定量之后被丢弃并替换成新的管头或套管。管头的加入保证了所有加药空气到达使用者的口腔，确保了更少的药物浪费和更精确的剂量。应当理解，该实施例适于其中药物优选经过口腔吸入的应用。在图18的实施例中，通道16040延伸到套管18010形式的鼻嘴。套管可被设计成配合在单个鼻孔中使用，允许使用者在两个鼻孔之间交替输送，或者两个鼻孔同时输送。该实施例对于经过鼻子吸入的药物来说是优选的，并且再次提供了比简单填充面罩更精确的剂量和更好的输送。在还一个实施例中(其中是通过鼻子或通过口腔吸入不重要)，嘴17010和套管18010不需要被包括在内。相反药物简单地被输送到面罩。优选地，面罩很好地与使用者的脸配合，使得药物经过使用者与面罩周边之间的由空隙引起的药物损失最小化。为了消除由药物产生的废品，端盖16050被安装在医疗端口上以使得接近医疗端口的内部变得更容易。如上面讨论的那样，药物分配到混合室中或者输送到气流中可由医疗端口中的电路板上的控制器控制或者由安装在鼓风机外壳中的控制器控制。在实施例中，药物容器具有与预定参数据连接并可被预编程，例如在工厂里预编程的记忆棒(memorystick),或者通过药房配药以适于特定药物、药物浓度、分散装置的类型、使用者年龄或剂量以及其他相关参数以根据特定用法进行配药。编程可通过使用无线连接例如蓝牙Zigbee(紫蜂)等来实现。应当理解的是，控制器还可收集实时数据诸如一段时间的不同压力、流速、吸入空气体积等。控制器可利用该数据来调节医疗端口处的药物输送以保持理想的剂量水平。从安装在鼓风机91外壳到医疗端口的通讯可通过有线或无线方式进行。另外，如图19所示，医疗端口或者鼓风机中的控制器可从血压、心率、血氧饱和度或者血糖传感器19001等获取输入数据(有线或无线)，以基于预定算法启动或停止药物剂量或改变剂量水平或频率。医疗端口19003本身可经有线或通过无线发射器19002将数据提供给医疗端口附近的其他装置。在该方式中，数据包括但不限于血压、血氧饱和度水平、心率、血糖水平、呼吸次数、呼吸体积等，可被实时监测，诸如在与这些装置和医疗端口1卯03通讯19005的本地计算机监测器19004上进行监测。除了与传感器和医疗端口通讯以外，本地监测器l卯04可通过有线或无线与网络连接，诸如与本地局域网或者无线路由器19006连接。以类似的方式，传感器和医疗端口可通过有线或无线方式与本地机的同一本地局域网或者路由器连接，使所有数据对于本地机和网络来说都是可利用的。以这种方式对于健康保健人员来说诸如护士或医生能够远程监测患者状态并从远程位置调节医疗端口改变到患者所需气流的剂量、输送频率、温度、湿度等同时对患者进行实时监测。应当理解，对于该实施例患者不需要在医院的医疗设备中才能实现而是具有可在家用护理设施中运行良好的性能。如上面讨论的那样，无线连接方案可以使蓝牙、Zigbee(紫蜂)或者802.11标准中的一个，并且有线连接可以是串行(serial)，诸如I2C或者简单RS232。在图20显示的实施例中，医疗端口20001可配合在多个能够同时或者以不同频率诸如在不同或者交替吸气循环过程中定量供给多种药物的多个安瓿20002配合。在该实施例中安瓿被安装在滑动机构20003上并可指引到医疗端口的进入上方的位置，允许控制器控制哪种药物被分散。但是，图20的系统不必作为用于定量供给多种药物的唯一实施例。例如，图16的医疗端口可简单地被设计成截然相反的两个或多个混合室，允许药的剂量从多个混合室流入单个气流中。92另外，由于在优选实施例中，装置可测定每次吸气循环的深度和体积，药物输送仅仅在高容量的吸气循环中可被触发并且其对于药物输送来说是最佳的。这可通过连续测定对于特定使用者在几分钟的时间段内的吸气循环的近期历史，然后比较吸气曲线的斜率和深度(在到达循环的最深水平之前)以便触发吸气过程中的药物释放来实现。多次输入测定可被用于确认一些状况诸如心博出量的突然下降，所述心搏出量的突然下降触发特定药物和/或在本申请中任何地方所描述的另一实施例中增加吸入空气中的氧气水平。虽然上面的实施例都使用软管将药物输送到面罩，本发明并不受到如此限制。在一个实施例中，例如，医疗端口直接连接在面罩与鼓风机外壳之间而不使用软管。典型地，这种构造的医疗端口可限定适配器外壳以便接收来自混合室的出口，并连接在面罩与鼓风机外壳之间。一旦药物到达面罩，使用者简单地吸入药物。通过提供在一段时间内仅仅输送少量药物的能力，药物的吸收得到增加。如上面讨论的那样，面罩优选为配合使用者脸部的面罩以使沿着面罩周围的空气逸出最小化。一种实施例使用拼合集管为使用者的嘴巴和鼻子区域供气。在一种所述实施例中，滑块被包括以物理的方式改变到鼻子的空气与到嘴巴的空气的比例。在另一种实施例中，与覆盖嘴巴和鼻子的面罩不同，仅仅用于鼻子或仅仅用于嘴巴的局部面罩可被使用。可以预期，对于一些药物来说，防止不正确的药物或者不正确的药物剂量的保护措施可被结合在该系统中。这些药物和使用者识别系统可涉及药物容器的简单颜色编码或者几何形状的收縮，防止成人剂量的药物通过适于儿童的面罩系统被给药给儿童。更复杂的系统可将药物组合在结合了可由面罩系统中的微处理器检查以确认正确药物和正确剂量的条形码或者RFID(射频识别)标记的容器中。在该系统中，可将处方下载到面罩微处理器中，或者可通过RF方案诸如蓝牙或者Zigbee(紫蜂)或者通过另一种RFID标记。所述处方将药物和剂量告知使用面罩的人的面罩系统。系统的高级版本甚至可通过他们本身的RF标记或者口令确认面罩使用者的身份。类似地，面罩使用的数据包括使用者、时间和使用日期以及系统状态以确定正确的药物输送。这尤其在药物的接收者由于记忆性、注意力差需要被监测，或者因为治疗涉及物质成瘾的情况下进行。还可以预期，可希望防止少量的一些药物到达室内空气和防止其他不需要药物的居住者吸入由来自用药者肺部排出的空气。例如，如果以个人使用面罩系统吸入低剂量的尼古丁，这就需要这种可能的上瘾物质不被其他室内成员吸入，即便是以很低的剂量吸入。这可通过过滤器过滤存在于面罩中的空气中的小微粒来实现，或者甚至在一些情况下通过材料诸如活性炭使药物化学失活。另外，应当已知的是，在优选实施例中，上面提及的微粒过滤器可以是由某种材料制成的灭菌室，使内表面罩有在大约250nm到280nm波长范围内的高反射率。灭菌室利用由汞汽灯、光发射二极管或者其他光发射光电装置(所有的所述装置发出在大约250nm与280nm之间的UV辅射)产生的紫外光以破坏由使用者呼出的任何可经空气传播的病原体的RNA或DNA。为了增加的舒适性，高灵活性的面罩可被设计，其在中央具有更刚性的部分以限定使用者嘴巴与鼻子前面的空气空间，或者向着嘴巴和鼻子区域逐渐变得更有刚性，并沿着周围变得灵活。面罩还包括沿着面罩周边的多个平行延伸的密封件，以提供对使用者面部的更好密封。在高度苛刻的应用中，其中任何来自外部的污染物应当被避免并依靠面罩中的正压并且多个密封件也不足够保证安全的情况下，建议通过使面罩的摘除更困难并且甚至可要求溶剂才可摘除的粘附剂将面罩与使用者面部连接。另外，为了增加对儿科患者的适应性，一些实施例可采用模制的并94且装饰成卡通或动物特征的面罩，可使儿童娱乐并增加他们对装置的情感舒适度。类似地，面罩可被制成可更吸引儿童和成人使用者的各种颜色。以类似的方式，使用采用声音处理器的麦克风和扬声器系统的通讯系统可被增加以利于通过面罩进行通讯，或者通过加入滑稽特征再次增加对儿童或者成人的可用性(声音调谐设备、模拟卡通或者TV人物，例如DarthVader,SpongebobSquarepants等)。虽然在上面已经参照采用用于药物输送和净化气流的面罩的输送系统对本发明的系统和方法进行了描述，但本领域技术人员应当理解，本发明的方法和系统还可被用于插管患者的治疗。上面描述的装置和系统在合适的情况下可被改装以用于适用于插管患者的换气扇(venitlator)和/或呼吸机，如同可由本领域技术人员所理解的那样。本发明公开的在此提供用于患者在一段时间内以精确控制剂量的方式通过吸入净化空气而安全给药的方式。虽然上面己经讨论了一些实施例，但应当理解的是，本发明并不限于这些实施例，而是也可以通过不偏离本发明的范围的其他方式实现。权利要求1、一种将药物给药到患者的呼吸系统的方法，包括使用以相对于大气压为正压的空气将药物输送给患者，其中，患者能够进行无辅助呼吸。2、如权利要求1的方法，其特征在于，所述空气为净化空气。3、如权利要求1的方法，其特征在于，所述空气以1cm水柱到30cm水柱的压力供给。4、如权利要求1的方法，其特征在于，所述药物经面罩输送到患者，其中，面罩完全密封在患者的鼻子和嘴巴周围。5、如权利要求l的方法，其特征在于，药物为肺部药物。6、如权利要求l的方法，其特征在于，药物为全身性药物。7、如权利要求l的方法，其特征在于，药物选自择下组，包括沙丁胺醇，硫酸沙丁胺醇，硫酸阿托品，丙酸倍氯米松，二丙酸盐，甲磺酸比托特洛，布地縮松，富马酸福莫特罗，色甘酸钠，地氟醚，地塞米松磷酸钠磷酸钠，阿法链道酶，恩氟烷，肾上腺素，酒石酸麦角胺，氟尼縮松,氟替卡松，富马酸福莫特罗，氟烷，伊洛前列素，胰岛素，异丙托溴铵,盐酸新异丙肾上腺素，异氟垸，盐酸喘息定，盐酸左旋沙丁胺醇，二羟苯基异丙氨基乙醇硫酸盐，醋甲胆碱，糠酸莫美他松，奈多罗米那，尼古丁,一氧化氮，戊双脒羟乙基磺酸盐，喷替酸钙钠，喷替酸锌三钠，醋酸吡布特罗，病毒唑，沙美特罗新萘菲特，七氟醚，四氢大麻酚，噻托溴铵，托布拉霉素，曲安奈德，扎那米韦，以及它们的组合物。8、如权利要求1的方法，其特征在于，药物选自下组，包括13-顺式-维甲酸，2-青霉素F,L-a-醋美沙醇，S-13-顺式-维甲酸，2-青霉素F,L-a-醋美沙醇，S-腺苷甲硫氨酸，醋丁洛尔，醋氯芬酸，醋氨酚，乙酰奋乃静，乙酰奋乃静，腺苷蛋氨酸，阿地唑仑,阿屈非尼，沙丁胺醇，沙丁胺醇，硫酸沙丁胺醇，阿芬太尼，盐酸阿芬太尼，阿立必利，烯丙罗定，阿米洛芬，阿莫曲坦，阿吡必利，阿法罗定，阿吡坦，萝芙西隆，金刚烷，安贝生坦，安麦角，氨芬酸氨丙吡酮，盐酸胺碘酮，氨磺必利，阿密曲替林,阿米西群，氨氯地平，阿莫沙平，阿莫西林，安哌齐持，安非尼酮，安非他明，氨苄青霉素，戊基青霉素，罗匹尼罗，阿尼利定，阿扎丙宗，阿朴吗啡，双乙酸阿扎吗啡，阿替洛尔，硫酸阿托品，氮杂环醇，阿扎司琼,阿扎他定，叠氮西林，卡介苗，巴氯芬，丙酸倍氯米，苯乃静，苯酰甲节肼，苯噁洛芬，苯哌利多，苄丝肼，苄哌立隆，苯喹胺，苯托品，盐酸节达明，苄非他明，苄青霉素，贝齐米特，苯奈达林，比哌立登，比托特罗，甲磺酸比托特洛，溴法罗明，溴芬酸钠，溴异戊醯，溴麦角环肽，溴必利，溴哌利多，溴苯那敏，番木鳖碱、安其敏，布地縮松，布地縮松、富马酸福莫特罗，布地平，丁苯羟酸，丁丙诺啡，丁基丙酸，布拉氨酯，丁螺环酮，布他拉莫，布他哌嗪，布托诺啡，布替林，卡麦角林，咖啡碱，N-碳酰胺天门冬酸钙，四氢大麻醇，丁硫二苯胺，卡普脲，痛可宁，carbcloral,羧苄青霉素，卡比多巴片，卡比芬，卡溴脲，卡非西林，卡茚西林钠，卡罗沙酮，卡奋乃静，卡匹帕明，卡洛芬，头孢唑啉，头孢美唑钠，头孢美唑，头孢西丁，先锋霉素VII,先锋霉素IV，头孢来星，先锋霉素II,头孢菌素C,头孢菌素，头孢噻吩，甲氧头孢菌素A,甲氧头孢菌素B,甲氧头孢菌素C，甲氧头孢菌素，头孢拉定，西文氯胺，西替利嗪,氯醛甜菜碱，利眠宁，chlorobutinpenicillin,扑尔敏，氯丙嗪，氯普噻吨，胆碱，犀利士，西拉普利，西洛他唑，辛可芬，桂美辛，脑益嗪，西拉马多，西酞普兰，氯波必利，氯马斯汀，氯苯西泮，氯卡帕明，克罗麦克朗，氯美辛，氯甲西林，氯米帕明，可乐宁，氯尼他秦，氯尼辛，氯噻吨癸酸酯，clopriac，氯螺旋嗪，氯噻平，氟苯草胺，氯洒西林，氯氮平，可待因，可替宁，色甘酸钠，氰美马嗪，环青霉素，苯甲嗪，环苯扎林，环孢菌素A，赛庚啶，苄甲炔胺，地氟醚，脱甲丙咪嗪，地塞米松磷酸钠，右旋氟苯丙胺，右旋美托咪啶，右旋安非他明，右吗拉胺，右旋丙氧芬，海洛因，安定，双氯芬酸，双氯芬酸，二氯洒西林，二氢可待因，二氢麦角环肽，二氢麦角胺，地尔硫卓，苯海拉明，联苯青霉素，地芬尼多，苯乙哌啶，地匹哌酮，双硫仑，dolasetronmethanesulfonate,哌双咪酮,阿法链道酶，度硫平，多虑平，阿霉素，抗敏安，屈大麻酚，氟哌利多，droprenilaminHCl,度洛西汀，依立曲坦，依利罗地，依拉普利，恩西拉嗪，恩氟烷，恩他卡朋,安桃乐，麻黄碱，肾上腺素，依斯的明，ergolinepramipexole,麦角胺，酒石酸麦角胺，etamiphyllin,依他喹酮，乙胺丁醇，依索庚嗪，乙哚乙酸，法莫替丁，氟苯丙胺，芬太奴，非索非那定，芬太尼，氟克生，氟康唑，氟尼縮松，氟西汀，三氟噻醇，氟非那嗪，氟吡丁，氟胺安定，氟司必林，氟替卡松，马来酸氟伏沙明，富马酸福莫特罗，夫罗曲普坦，加巴喷丁，加兰他敏，吉哌隆，饥饿激素，谷胱甘肽，格拉司琼，氟哌丁苯，氟垸，氦氧混合气，青霉素，海他西林，氢吗啡酮，羟嗪，东莨菪碱，布洛芬，咪唑克生，伊洛前列素，丙咪嗪，吲哚洛芬，胰岛素(重组人胰岛素)，异丙托溴铵，异烟酰异丙肼，伊沙匹隆，异卡波肼，盐酸新异丙肾上腺素，异氟烷，异美汀，异烟肼，利福平，吡嗪酰胺，乙胺丁醇，异丙肾上腺素，盐酸喘息定，异丙肾上腺素，硝酸异山梨酯，氯胺酮，酮洛芬，酮咯酸，酮替芬，酮色林，拉扎贝胺，瘦素，来索吡琼，盐酸左旋沙丁胺醇，左旋多巴，左吗啡，利多卡因，赖诺普利，麦角乙脲，洛芬太尼，洛非帕明，洛莫司汀，氯普唑仑，氯雷他定，氯羟去甲安定，劳拉西泮，洛沙平，马普替林，氯苯咪吲哚，马泼尼酮，甲氯灭酸，甲氯喹酮，美托咪定，美地沙明，盐酸甲哌酮，二甲金刚胺，薄荷醇，度冷丁，盐酸度冷丁，美普他酚，美索哒嗪，甲烯氨苄西林，羟苯基异丙氨基乙醇，二羟苯基异丙氨基乙醇硫酸盐，醋甲胆碱，美沙酮，安眠酮，甲氧西林，甲乙哌酮，甲琥胺，利他林，甲乙哌酮，二甲麦角新碱，胃复安，三甲氧奋乃静，美托咪酯，美托哌丙嗪，美托酮，美托洛尔，美曲吲哚，米安色林,咪达唑仑，米那普仑，苯哒吗啉，米氮平，吗氯贝胺，莫非吉非,molindrone，糠酸莫美他松，吗啡，大麻隆，苯甲丁氮酮，乙氧萘青霉素，环丁甲羟氢吗啡，纳美芬，纳洛芬，纳洛酮，环丙甲羟二羟吗啡酮，那拉曲坦，奈多罗米纳，萘法唑酮，奈福泮，麦角溴烟酯，尼古丁，尼古丁，心痛定，尼索西汀,氧化亚氮，硝化甘油，氨苯甲异喹，去甲替林，肥胖抑制素，奥兰氮平，双醚康唑，奥坦西隆，邻甲苯海拉明，氧烯洛尔，欧克西克锭，帕洛诺司琼，阿片全碱，罂粟碱，帕罗西汀，匹莫林，五氟利多，青霉素N,青霉素0,青霉素s,青霉素V，戊双脒羟乙基磺酸盐，戊唑辛，三胺五乙酸，促排灵,喷替酸锌三钠，戊巴比妥，縮氨酸，pergolike,氰噻嗪，奋乃静，哌鱼替啶,苯唑星，苯乙肼，苯巴比妥，苯叔丁胺，芬妥胺，苯肼，磷酸二酯酶-5,匹鲁卡品，哌迷清，酰胺哌啶酮，乙酰嗪，哌普嗪，醋酸吡布特罗，，吡氧噻嗪，吡洛芬，苯唑替吩，苯噻啶，多肽，多肽YY,普拉克索，prentoxapylline,普鲁卡因，异丙喹喘宁，盐酸丙卡特罗，丙氯拉嗪，普环啶，普马嗪，普鲁米近，丙帕他莫，萘氧丙醇安，丙戊茶碱，普罗泊酚，丙氧芬，心得安，蛋白质，普罗替林，喹硫平，奎宁，雷沙吉兰，瑞波西汀,瑞马西胺，雷米芬太尼，瑞莫必利，松香油，病毒唑，利莫那班，利哌利酮,利坦色林，羟苄羟麻黄碱，利扎曲坦，罗克吲哚，水杨酸盐，沙美特罗新萘菲特，沙美特罗，东莨菪碱，丙炔苯丙胺，施立碟，舍曲林，七氟醚，西布曲明，昔多芬，spheramine,螺环哌啶酮，舒芬太尼，止呕灵，舒马曲坦，坦度螺酮，叔丁喘宁，特麦角脲，睾丸激素，睾丸醋酸素，庚酸睾酮，丙酸睾丸素，四氢大麻酚，甲硫哒嗪，替沃噻吨，硫加宾，替安乃亭，噻吗洛尔,噻托溴铵，替扎尼定，托布拉霉素，二苯甲氧胺，托卡朋，tolfenamate，托芬那酸，托吡酯，反胺苯环醇，强内心百乐明，曲唑酮，醋酸去炎松,triethylperazine，三氟哒嗪，三氟哌丁苯，三氟丙嗪，苯海索，三甲泼拉嗪,三甲氧苯酰胺，曲米帕明，托吡西隆，色氨酸，丙戊酸，伐地那非，文拉法辛，戊脉安，氨己烯酸，维路沙嗪，育亨宾，扎鲁司特，扎螺酮，扎那米韦,齐留通，齐拉西酮，佐米曲坦，佐尔吡啶，佐匹克隆，苯噻庚乙胺，氨噻吨，以及它们的组合物。9、一种将药物给药到患者的呼吸系统的装置，其特征在于，装置使用以相对于大气压为正压的供给的空气将药物输送给患者，其中，患者能够进行无辅助呼吸。10、如权利要求9的装置，包括用于将药物输送到患者的面罩，其特征在于，面罩完全密封在患者的鼻子和嘴巴周围。11、如权利要求9的装置，其特征在于，空气以1cm水柱到大约30cm水柱的压力提供。12、如权利要求9的装置，其特征在于，空气为净化空气。13、一种将药物给药到患者的呼吸系统的方法，包括使用以相对于大气压为正压的供给的气体将药物输送给患者，其中，患者能够进行无辅助呼吸。14、一种将药物给药到患者的呼吸系统的装置，其特征在于，装置使用以相对于大气压为正压的供给的气体将药物输送给患者，其中，患者能够进行无辅助呼吸。全文摘要本发明提供了一种将药物给药到患者的呼吸系统的系统和方法，其中药物以相对于大气压为正压供给。特别是，药物被输送到能够进行无辅助呼吸的患者的呼吸系统。使用本发明公开的系统和方法，使得可以多种形式利用的药物通过可控制的方式以气雾、雾化或蒸发的形式进入到气流中。文档编号A61K9/12GK101553210SQ200780043067公开日2009年10月7日申请日期2007年9月20日优先权日2006年9月20日发明者乔斯林·亨特,伯纳德·L.·巴卢,保罗·韦策尔,克里斯·哈特利,劳里·麦克尼利,杰克·赫布兰克,林德尔·杜瓦尔,查尔斯·埃里克·亨特,查尔斯·琼斯,汤姆·斯特恩,爱德华·勒马耶,罗恩·克里斯申请人:奈克斯特安全有限公司