雾化器和制造雾化器的方法与流程

本发明涉及一种包括气雾发生器的雾化器以及涉及一种用于制造雾化器的方法。

背景技术：

从DE 19602628 A1已知的是雾化器，其包括布置在雾化室中的喷嘴和突出进入到雾化室中的进气管。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够实现高输出速率的雾化器以及一种用于制造这种雾化器的方法。该目的通过具有权利要求1的特征的雾化器以及具有权利要求11的特征的方法来解决。

根据一个实施例，该目的还通过一种雾化器来解决，所述雾化器包括气雾发生器、雾化室和出口，其中气雾发生器被构造成将气雾释放到雾化室中，出口被构造成允许将气雾从雾化室移除，并且在雾化室中设置湿化表面，湿化表面被设置在塑料部件上。

输出速率应理解为随时间穿过出口的气雾的量。

气雾是悬浮在气体中的颗粒的混合物。悬浮颗粒可以是固体或液体。也可以存在固体以及液体两种悬浮颗粒。气雾微滴是气体中的液滴。

雾化器是被构造成提供和释放气雾的装置。

气雾发生器是被构造成产生气雾的装置。气雾发生器优选为构造成产生液滴并将液滴与气体混合的装置。气雾发生器优选地包括雾化器、喷雾器、加湿器、压缩空气雾化器、空气喷雾器、电子雾化器、超声雾化器、电流体动力雾化器、静电雾化器、薄膜雾化器、具有振动膜的雾化器、具有振动膜的电子雾化器、筛孔雾化器、喷嘴雾化器、吸入器(MDI)、粉末喷雾器(DPI)或它们的组合。在一个实施例中，吸入器包括加压罐，加压罐包括药物和推进物。罐有利地连接到可以由手操作的致动器。有利的是，吸入器被构造成在激活时释放气雾形式的特定量的药物。在一个实施例中，气雾发生装置构造成与呼吸器一起使用。

雾化室是构造成为使得气雾可以流过其中的空间。雾化室可以是被构造成为至少临时容纳气雾的空间。

出口是被设置成允许气雾从雾化室逸出的装置。出口有利地构造成为连接到诸如吹嘴或面罩的部件。

塑料部件是包括塑料的部件。该部件可以完全由塑料制成。塑料可以是已经由单体有机分子或生物聚合物合成或半合成制备的有机的聚合物固体。塑料可以是热塑性塑料、热固性塑料或弹性体。塑料部件可包括例如聚丙烯。

湿化表面是被构造成为被液体湿化的表面。当液体与湿化表面形成90度或更小的接触角时发生湿化。

在一个实施例中，湿化表面至少暂时地、优选永久地具有32至5000毫牛每米(mN/m)的表面张力。表面张力优选在35和400毫牛顿每米(mN/m)之间，特别优选在44和73毫牛顿每米(mN/m)之间。表面张力可在50和72毫牛顿每米(mN/m)之间。

湿化表面可以包括湿化材料。优选的湿化材料是金属和玻璃。在一个实施例中，湿化表面包括ABS。

湿化表面可具有预定的表面粗糙度。平均粗糙度值Ra可在6.3和0.006之间。平均粗糙度值Ra优选在1.6和0.01之间，特别优选在0.5和0.006之间。表面粗糙度优选通过相应构造的诸如注射模具或压铸模具的模具以及相应的制造方法来提供。

湿化表面可以被清洁。

湿化表面可具有在20和80度之间的温度，优选地在40和50度之间的温度。

湿化表面可具有表面处理。

湿化表面优选被印制或涂覆，并且特别优选地，湿化表面被涂漆或被层压。

湿化表面可被喷砂。湿化表面可以特别用沙子、玻璃珠、陶瓷、钢、干冰、刚玉、钢砂、钢球、切丝、金刚砂、青铜砂、高炉矿渣、碳酸钙颗粒或塑料来喷砂。

湿化表面可以电晕处理、火焰处理、氟化、等离子体处理，特别是氧等离子体处理或低压等离子体处理、臭氧处理或UV光处理。特别优选湿化表面是氟化湿化表面。氟化湿化表面优选通过用氟原子替代聚合物链的氢原子获得。氟化表面或氟化湿化表面已暴露于氟，有利地暴露于氟混合物。这优选在室温下进行，特别优选在25℃下进行。有利的是，由此不出现温度峰值。氟原子向基质中的渗透深度优选在分子范围内。基材的性质优选保持不变。基材包括塑料，并且基材优选包括ABS、EPDM、来自可再生资源的塑料、NBR、HNBR、PEEK、PMMA、聚酰胺、聚酯、聚乙烯、LDPE、UHMW-PE、POM、PET、EPDM、PBT、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚硅氧烷弹性体、含有玻璃纤维的聚合物、共聚物、聚丙烯、硅酮、橡胶或TPE。湿化表面的表面能可以已经适应于液体的表面能。液体优选包含盐水溶液或药物。

在一个实施例中，氟化湿化表面已经通过气相氟化获得。在气相氟化期间，物体或部件暴露于氟、有利地暴露于气体形式的氟混合物，使得氢原子被最外表面层中的氟原子替代。因此可相对独立于部件的几何形状来处理部件的表面。氟化湿化表面优选通过在真空反应器中处理部件来实现。氟化部件可以在优选筒形室中作为块材料处理。有利的是，将氟化部件插入到筐、筛孔箱或特定负载载体中的优选立方体的室中。氟化部件可以已经在连续流反应器中处理。

在一个实施例中，氟化湿化表面通过借助于注塑或吹塑进一步处理氟化粉末或颗粒而获得。由此粉末或颗粒能够以这样的方式已经氟化，使得氟原子仅位于粉末微粒或颗粒的外部区域。氟原子也可更深地渗入粉末微粒或颗粒中，或者可位于粉末微粒或颗粒的所有区域中。使用气相氟化将粉末或颗粒有利地氟化。聚烯烃粉末或颗粒优选用于此目的。粉末或颗粒的氟化优选在具有铲部件的旋转滚筒中或在具有可移动搅拌器的反应器中进行。有利的是，反应器是筒形的，并且搅拌器被构造成使搅拌器旋转。

由此可以实现带有高极性的表面在很长时间内是活化的，而不影响基材。表面的氟化优选是不可逆的。可形成阻挡层，优选渗透层。渗透、扩散、迁移、摩擦、粘附和粘附性可减少。可增加黏附、成膜、粘附和湿化性。因为没有污垢微粒的黏附以及减少的钙化和模具形成、改进的组装性或光学上更有吸引力的表面的事实，所以可以实现改进的液体排出、更快的干燥、更高的印制质量、改进的清洁度。因为阻挡层，所述可防止塑料的组分从表面扩散出来或者防止容器的填充物穿透壁。可防止令人不愉快的气味、环境负荷、膨胀、油脂表面以及标签的剥离。所获得的性质即使在清洁和灭菌过程之后也可具有长期稳定性。工件的表面可被氟化，使得在氟化之前和之后工件的尺寸相同。可实现抗菌或抗微生物效果。抗菌或抗微生物效果可以是暂时的。

湿化表面可经受表面活化。

通过提供湿化表面，可实现到达雾化室的表面的液滴聚集在湿化表面上。可形成液体薄膜。还可以实现液体从表面滑落的效果。

这是有利的，这是因为在不可湿化或仅有差的可湿化表面上可以形成从表面长距离突出的液滴。因此，雾化室的可流过的横截面可被减小。减小的横截面可导致更多的气雾微滴撞击上并粘附到雾化室的表面和已经存在于表面上的液滴。然后这些气雾微滴不能到达出口。

此外，大微滴可从差的可湿化表面分离，并可通过一空间下落，气雾流过该空间。气雾微滴被夹带在大微滴中，然后气雾微滴不能再到达出口。结果，输出速率降低。

在一个实施例中，提供湿化表面，使得液体薄膜可以在湿化表面上形成，并且与液体薄膜碰撞的微滴可以产生另外的微滴。

在一种构造中，呼吸速率可增加高达30％。为此目的，优选在喷嘴附件和雾化器的下部上提供表面处理。在优选的构造中，治疗的持续时间可减少20％，残留量可减少，患者可在更短的时间内接收更高剂量的药物，并且可提高雾化器的效率。这些性质优选甚至在洗碗机中清洁后以及在134℃下10次高压灭菌循环后保持。

在一个实施例中，气雾发生器包括喷嘴。在与喷嘴的组合中，特别有利的是提供湿化表面，这是因为喷嘴可产生具有直径差异大的微粒的气雾。结果，相当大的液滴附着至雾化室的表面。这些液滴可大大减小流穿过的横截面并且可大大降低输出速率。

喷嘴优选地设有液体供应器并且构造成使得气体可以流过喷嘴。喷嘴可被构造为具有内部混合的双料喷嘴或者构造为具有外部混合的双料喷嘴。

有利的是雾化室包括将气雾发生器连接到出口的气雾引导件，并且有利的是气雾引导件包括湿化表面。因此，适合于被引导到出口的大部分气雾可到达出口处。

气雾引导件优选是中空空间，产生的气雾必须穿过所述中空空间到达出口处。气雾引导件有利地包括连续路径，气雾可沿着所述连续路径穿过气雾引导件。

气雾引导件可以部分地设有湿化表面，并且优选地完全涂覆有湿化表面。

在一个实施例中，气雾引导件的表面包括湿化表面。由于表面易于加工，因此能够以简单的方式至少大部分地保持气雾引导件的横截面。

表面优选地是本体的二维边界表面。表面可以是扁平的，表面也可以是弯曲的。

如果气雾引导件的边缘具有湿化表面，那么可以实现液体在边缘处特别良好地聚集。湿化表面优选地构造成使得液体很好地从边缘流走。可以减少或防止液体以边缘移动的方式在边缘处积聚的效果。

这在具有功能的边缘的情况下是特别期望的。所述功能可以提供诸如在孔的情况下的限定的横截面。功能还可以是提供用于过滤气雾中不期望的组分的限定的路径。边缘由此可以限定如下所述的过滤器区域，所述过滤器区域被设置用于从气雾流中过滤具有预定直径的气雾微滴。

在一个实施例中，气雾引导件包括通道，并且通道具有湿化表面。因此，可以实现气雾引导件的横截面在很大程度上或完全地保持在对于输出速率特别重要的位置处。

通道优选地是气雾引导件中的具有比相邻区域更小的横截面的区域。通道可以是诸如喷嘴或孔的狭窄部分，狭窄部分构造成影响流过狭窄部分中的流体的压力或速度。

有利的是，雾化室具有包括湿化表面的限定壁。因此可以实现，相对大量的液体被快速引导回到储存器中。此外，能够以这种方式特别好地减少在使用之后保留在雾化器中并且对患者不可用的残余量。

限定壁是将雾化室与其周围环境隔开的壁。

雾化室可包括具有湿化表面的空气供应件。因此能够以特别精确的方式引导供应的空气。

空气供应件被构造成使得其可以允许环境空气进入雾化室中。在一个实施例中，空气供应件被构造成将环境空气导引经过气雾发生器至出口。由此可高效地将气雾引导至出口。

空气供应件优选地被构造为进气管。

在一个实施例中，雾化室包括挡板表面，并且挡板表面包括湿化表面。能够以这样的方式实现，施加到挡板表面的气雾微滴以最小可能的程度影响挡板表面的表面和轮廓。可以实现挡板表面的恒定功能。

挡板表面是构造成使得气雾相对于挡板表面移动的表面。在接触挡板表面时，气雾微滴可以分裂成较小的气雾微滴。

挡板表面可设置在气流控制器上。气流控制器可设置在流体流的出口处。在一个实施例中，气流控制器布置在与排出开口相对的流体流中。排出开口有利地是喷嘴的排出开口，优选是气体喷嘴的排出开口。

挡板表面可以设置在挡板上。挡板是邻近于气雾发生器布置的部件。

挡板优选地布置成使得具有大于预定直径的直径的气雾微滴可以与挡板碰撞。为此目的，挡板在一个实施例中至少在围绕气雾发生器的平面中延伸。挡板可以特别地以筒形、截头圆锥形或圆锥形方式构造。

如果气雾引导件被设计成使得在挡板上提供特别小的可流过的横截面，那么在挡板上提供湿化表面可以是特别有利的。附着液体可以甚至进一步减小该横截面，使得较少的气雾可流到出口。通过在挡板上提供湿化表面，可以实现到达挡板处的液体可以更大程度地聚集在挡板上并且更快地从挡板移除液体自身。

在一个实施例中，雾化室包括过滤器区域，并且过滤器区域包括湿化表面。

为了能够实现过滤器的功能，过滤器区域可布置成使得主要较大的液滴与过滤器区域碰撞并且较小的液滴被引导经过过滤器区域。这可以通过将过滤器区域布置在设计成使得气雾经历沿方向改变的区域中来实现。在该区域中，较大的和较小的液滴通常主要将液滴自身分布在某些子区域中，使得可以经由挡板表面的布置和构造来确定哪些液滴被过滤出。

由此过滤器区域的边缘可确定哪些气雾微滴仍然被过滤出以及哪些气雾微滴可以穿过过滤器区域。

因为过滤器区域的这种功能，所以过滤器区域被提供有特别大量的液滴。然而，该功能还需要过滤器区域的精确形状。过滤器区域的形状能够以通过位于其上的液滴的方式改变，使得过滤出的液滴的滴谱被改变。

滴谱表征在气雾中具有某些直径的液滴的出现。

为了保持对过滤器区域的形状尽可能小地改变，有利的是为过滤器区域提供湿化表面。因此，施加到过滤器区域的液滴能够以这样的方式聚集在过滤器区域上，使得液滴几乎不改变过滤器区域的形状。此外，湿化表面可以被构造成使得液滴从湿化表面非常好地流出，使得液滴从过滤器区域快速移除并且几乎没有液体位于过滤器区域上。

过滤器区域可设置在雾化室分隔器上。雾化室分隔器优选地构造成分隔雾化室，使得气雾必须沿方向经历改变以便能够到达出口处。结合该功能，根据上述原理，雾化室分隔器可以从具有不期望的滴谱的气雾中分离具有期望的滴谱的气雾。

过滤器区域可以设置在迷宫式引导件上。迷宫式引导件是需要气雾在气雾流过时至少一次、优选地至少两次或三次改变方向的气雾引导件。结合该性质，根据上述原理，迷宫式引导件可从不具有期望的滴谱的气雾中分离具有期望的滴谱的气雾。

过滤器区域可设置在挡板上。如上所述，挡板优选地布置成使得预定的滴谱被引导抵靠挡板。为此目的，如上所述，挡板在一个实施例中至少在围绕气雾发生器的平面中延伸。挡板可以特别地以筒形、截头圆锥形或圆锥形的方式构造。为了能够到达出口处，气雾必须有利地在挡板的区域中改变方向，优选地邻近表面、特别是邻近挡板的边缘中改变方向。

根据上述原理，挡板由此有利地布置成使得其防止不应当到达出口的气雾微滴沿着到出口的路径行进。这样的气雾微滴可以被引导到挡板的表面，使得气雾微滴可以碰撞并附着到挡板的表面。在一个实施例中，雾化器被构造成成使得吸入的空气可以内部地流过挡板经过气雾发生器，由此带着带有空气的气雾，并且继续在挡板的边缘周围流动以及沿着挡板的外侧在相反方向流动。太大而不能跟随该路径的气雾微滴从而沉积在挡板的内侧上。挡板的边缘的定位确定哪些气雾微滴仍然沉积在挡板上以及哪些气雾微滴仍然能够在沿出口的方向继续进一步。因此，在此同样重要的是，气雾的滴谱被引导到出口，使得边缘的外部尺寸不被附着的液体修改，这是因为过滤出的滴谱然后可以改变。因此，特别有利的是在挡板的边缘上、在挡板的内侧上或在整个挡板上提供湿化表面。

有利的是雾化室包括储存器，有利的是气雾发生器被构造成与储存器共操作，并且有利的是储存器包括湿化表面。因此，液体可以特别好地在旨在用于液体的储存器的区域中收集。

储存器是储存器具，其被设置用于储存液体，特别是用于储存药物。储存器有利地构造成将液体释放至气雾发生器。有利的是，雾化器被构造成使得已经沉积在雾化室中表面上的液体能够到达储存器。

此外，通过一种用于制造具有湿化表面的雾化器的方法来解决该目的，所述方法包括以下步骤：制造包括气雾发生器、雾化室和出口的雾化器，所述气雾发生器被构造成将气雾释放到雾化室中，并且所述出口被构造成为允许从所述雾化室移除所述气雾，以及在所述雾化室中提供湿化表面，所述湿化表面通过氟化提供。

附图说明

下面将通过实施例并参考附图更详细地描述本发明。

图1示出了在进气管上具有湿化表面的雾化器的实施例。

图2示出了无湿化表面的雾化器的横截面。

图3示出了图1中所示的雾化器的横截面。

图4示出了雾化器，其中整个雾化室设有湿化表面。

图5示出了在挡板上具有湿化表面的雾化器的实施例。

图6示出了包括雾化室、吹嘴和膜式气雾发生器的雾化器。

具体实施方式

图1示出了在进气管3上具有湿化表面2的雾化器1的实施例。图1中示出的雾化器1包括包围雾化室5的限定壁4。位于雾化室5中是被构造成双料喷嘴7的气雾发生器6。双料喷嘴7包括一个气体通道8和三个液体通道9，尽管图1中仅示出了三个液体通道9中的两个。气体通道8具有用于未示出的压缩空气源的连接件。液体通道9被构造成与药物储存器10共操作。气体通道8和液体通道9相邻地打开进入双料喷嘴7的雾化区11中。与气体通道8的嘴部12相对地设置气流控制器13。

进气管3从限定壁4的入口开口14沿双料喷嘴7的方向延伸。进气管3的外侧15设有湿化表面2。湿化表面2在进气管3的整个长度和一半圆周上延伸。湿化表面2由此在进气管3的圆周的一半上延伸，湿化表面面对设置在限定壁4中的出口16。

在雾化器1的操作期间，来自药物储存器10的液体药物通过液体通道9到达雾化区11。压缩的空气通过气体通道8也到达雾化区11。在吸入时，患者通过进气管3将周围空气吸入雾化区11。在雾化区11中借助气流控制器13产生气雾。在吸入时，患者从雾化器1吸出气雾通过出口16。因此，药物液体落在限定壁4的内侧上和进气管3上。该药物液体减小了限定壁4和进气管3之间的通道18的尺寸。结果，较少的气雾可以到达患者。

如下面将通过图2和3所述，这种效果在湿化表面2上降低了。

图2示出了无湿化表面的雾化器1的横截面。膨大的液滴17位于限定壁4上和进气管3上。限定壁4和进气管3之间的通道18的尺寸被膨大的液滴17大大地减小。从雾化区11沿出口16的方向被引导通过该通道18的许多气雾微滴与膨大的液滴17碰撞，并且不能到达出口16。

图3示出了图1中所示的雾化器1的横截面。在该雾化器1中，膨大的液滴17也位于限定壁4上和进气管3上。然而，在湿化表面2的区域中没有发现膨大的液滴17，而是发现扁平的液滴19。这是由于湿化表面2的良好湿化性而实现的。因为在湿化表面2上没有膨大的液滴17的事实，所以通道18的横截面在该区域中较大。较少的气雾微滴与扁平的液滴19碰撞。结果，输出速率大于无湿化表面2的雾化器1的输出速率。

图4示出了雾化器1，其中整个雾化室5已经设置有湿化表面2。限定壁4的内壁、进气管3、连接件24的内侧、双料喷嘴7和气流控制器13设有湿化表面2。

图5示出了在挡板20上具有湿化表面2的雾化器1的实施例。图5中所示的雾化器1基本上对应于图1中所示的雾化器1。然而，图5中所示的雾化器另外配备有挡板20、挡板区段21和引导区段22。

挡板20布置在雾化区11的区域中。挡板基本上具有中空圆柱体的形式，并且布置成使得雾化区11大致位于挡板20的纵向轴线的中间。挡板20因此围绕雾化区11延伸。挡板20在面向沿药物储存器10的方向的端面23处开口。位于更靠近出口16的挡板20的端面23被挡板区段21覆盖。

挡板区段21在邻近出口16的区域中延伸直到限定壁4。在限定壁4和挡板20的相对区域之间提供通道18。

引导区段22从挡板区段21沿入口开口14的方向延伸。通道18从而保持在带有入口开口14的限定壁4和引导区段22之间。引导区段22在出口16以及限定壁4的与出口相对的区域之间横向延伸。

在操作图5中所示的雾化器1时，根据与用于图1所示的雾化器1的操作相同的原理产生气雾。

在吸入时，患者也从雾化器1中吸出气雾通过出口16。为了使这种情况发生，气雾必须从雾化区11移动到挡板20的开口端面23。然后气雾必须改变方向并穿过在挡板20的外侧15和限定壁4之间的通道18。从通道18，气雾必须沿入口开口14的方向流动，并且然后围绕引导区段22流到出口16。

该预定路径用于过滤掉不期望的气雾微滴。太大而不能跟随预定气雾流的气雾微滴与挡板20或引导区段22碰撞。在挡板20和双料喷嘴7之间仅提供用于气雾通过的小区域。该区域甚至被药物进一步限制，取决于药物储存器10中的液体水平面。挡板20的精确几何形状确定滤出的滴谱。因为位于挡板20上的液体，所以用于气雾穿过的区域的尺寸减小并且几何形状改变。作为其结果，更多的微滴被滤出，使得输出速率低。滤出的滴谱也改变。

为了最小化这些影响，整个挡板20设置有湿化表面2。根据图3中描述的原理，因为提供湿化表面2，所以实现了形成扁平的液滴19，这使得挡板20的几何形状几乎没有改变，并且仅稍微减小了用于气雾穿过的区域的尺寸。

参考图1、4和5，已经结合双料喷嘴描述了本发明。然而，本发明不限于具有这种类型的气雾发生器的雾化器。

图6示出了包括雾化室5、吹嘴25和膜式气雾发生器26的雾化器1。可以例如通过图中未示出的环形压电元件使振动膜27振动。在雾化器1的操作期间，液体位于振动膜27的图6中顶部处的一侧，液体通过振动膜27中的开口输送，并在振动膜27的图6中底部处的另一侧上释放，作为气雾进入雾化室5中。

雾化室5设有湿化表面2。

患者可以在吹嘴25处吸入位于雾化室5中的气雾。为了在吸入气雾之后不使患者放下治疗装置，吹嘴25具有由柔性阀元件29密封的呼气开口28。如果患者呼气到吹嘴25中并因此进入雾化室5中，那么柔性阀元件29打开，使得呼出的空气可以离开雾化器1的内部。在吸入时，环境空气流过膜式气雾发生器26。

附图标记列表

1 雾化器

2 湿化表面

3 进气管

4 限定壁

5 雾化室

6 气雾发生器

7 双料喷嘴

8 气体通道

9 液体通道

10 药物储存器

11 雾化区

12 嘴部

13 气流控制器

14 进口开口

15 外侧

16 出口

17 膨大的液滴

18 通道

19 扁平的液滴

20 挡板

21 挡板区段

22 引导区段

23 端面

24 连接件

25 吹嘴

26 膜式气雾发生器

27 振动膜

28 呼气开口

29 阀元件