专利名称：用于喷洒干的粉末药物的方法和装置的制作方法
本申请为中国专利申请No.95195192.0的分案申请。
本发明总的来说涉及用于向肺部供药的方法和装置。更具体的说，本发明涉及一种喷洒干的粉末药物以便病人吸收的方法和装置。
有效地向病人供药是任何成功的药物治疗的关键问题。存在着各种各样的供药渠道，而且各有其优点和缺点。口服片剂、胶囊、药丸之类的药物可能是最方便的方法，但，许多药物往往在被吸收之前就在消化系统中分解了。对于现代的蛋白药物，这种分解是特别严重的问题，因为在消化系统中这种药物很快就被解蛋白酶分解了。皮下注射常常是向全身供药，包括供蛋白药物的有效途径，但是病人不大容易接受。因为一天一次或多次注射药物，例如胰岛素，常常是使病人不耐烦的原因，所以已经研究出了各种替代的供药途径，其中包括通过皮肤供药，鼻内供药，直肠内供药，阴道内供药，以及肺部供药。
对于本发明特别重要的是，由病人吸入药物喷雾剂或烟雾气体的肺部供药法，这种方法使得有效的药物能到达肺部末端部分(肺泡)。已经发现，某些药物能通过肺泡部分很容易地直接进入血液循环。肺部供药法对于那些难以用其他途径供药的蛋白药物和多肽药物是非常有前途的方法。这种肺部供药法，无论是全身供药还是局部供药，对于治疗肺部的疾病都很有效。
肺部供药法(包括全身和局部)可以采用各种不同的设施，包括喷雾器、吸入器(MDI’s)和干粉末喷洒装置。干粉末的喷洒装置对于供给蛋白药物和多肽药物特别有前途，因为它们很容易做成干的粉末。许多不稳定的蛋白和多肽能以冻干的粉末或喷洒干燥粉末的形式，或者以与适当的粉末状载体化合的方式稳定地储存起来。然而，以干粉末形式供给蛋白药物和多肽药物在某些方面还存在着问题。许多蛋白药物和多肽药物的剂量常常是很关键的，所以任何干粉末供药装置都必须能准确而严格(重复)地供应所需要的剂量。此外，许多蛋白和多肽药物是很贵的，通常按每一次的剂量算，要比普通药物贵许多倍。因此，以尽可能小的损失有效地把粉末药物供入肺部的目标部分十分重要。同时还要在病人吸入药物之前把存在于干粉末中的团粒充分粉碎，以保证全身有效的吸收或者有效的向肺部供药。
利用带有泵或其他压缩气体源的手持器械向肺部供入干粉末的药物是特别有前途的方法。把定量的压缩气体突然释放出去，通过一个粉末喷洒装置，例如文氏管，于是喷洒的粉末就能被病人吸入。虽然这种手持装置在许多方面有优点，但也在其他一些方面存在着问题。喷洒开来的粉末是非常细的，通常其尺寸在1微米到5微米之间，这给粉末的喷洒和输送造成了困难。由于器械所使用的压缩气体的体积比较小，一般为在20到150磅/平方英寸压力下2-25毫升。特别是，当所使用的压缩气体的体积很小时，文氏管喷洒装置不适用于难喷洒的粉末。再者，文氏管喷洒装置的粉末进口孔非常小，很容易被向肺部供入的粉末堵住。对于手持的和其他粉末输送装置的另一个要求是高剂量浓度。这一点是很重要的，即，在一团气体中药物的浓度较高，以便在达到总剂量的前提下，减少所需要的呼吸的次数和/或每次呼吸中气体的体积。要同时达到充分的喷洒和很小的喷洒体积，是技术上的很严重的挑战。
因此，希望提供一种能满足上述若干或全部要求的，喷洒干的粉末蛋白，多肽和其他药物的方法和装置。
在许多专利文献中揭示了喷洒干粉末药物的装置。美国专利3,921,637中描述了一种带有用来刺穿一个粉末药物胶囊的针的手动泵。在专利文献EP 467172(其中使用了能作往复运动的刺穿机构来刺穿一个泡状包的两个相对表面)；WO91/02558；WO93/09832；WO94/08522；美国专利文献4,627,432；4,811,731；5,035,237；5,048,514；4,446,862；以及3,425,600中描述了多个药物储存器的盘或带。揭示刺穿单个药物胶囊的其他专利文献有4,338,931；3,991,761；4,249,526；4,069,819；4,995,385；4,889,114；4,884,565；而在EP 469814；WO90/07351中描述了一种带有松散粉末储存器的手持泵装置。
卫萨姆和盖茨(Witham and Gates)在烟雾和遮蔽物扩散技术论文集(1983年3月14-16，马里兰州，化学装置实验室，阿伯丁试验园地)中发表的“用声速喷咀的干式喷洒”一文中，描述了试图用于工业的，具有很高流速的干粉末声速喷洒器。
在美国专利No.4,807,814中描述了一种具有吸入阶段和喷射阶段的气动粉末喷射器。该喷射器有一根轴向的气体文氏管，和一个横向的粉末进口。
在皮特曼与马申(Pittman and Mason)(1986)的“固体粒子输送论文集”，论文C4，C41-C51页中描述了一种具有文氏管限流圈的环形空气气流的喷射器喷咀(图2)。
SU 628930(摘要)描述了一种具有一根轴向气流管的手持粉末喷洒器。
SU 1003926(摘要)描述了一种气体热喷镀喷射器。
巴布立克和斋龙基纳(Bubrik and Zhelonkina)(1978)在化学和石油工程杂志(纽约，咨议局)上的“用于气体输送装置的喷射器的进料器”一文中，描述了几种喷射器设计的不同效率。
佐拉勃和科瓦尔(Zholab and Koval)(1979)在泊罗什科瓦亚冶金工作者杂志上(613-16)描述了喷射器在具体尺寸设计上的成果。
博涅特(Bohnet)(1984)在粉末技术杂志上的“气体/固体颗粒喷射器的设计和计算”一文中(302-313页)讨论了现有喷射器的设计问题。
福克斯和韦斯塔瓦格(Fox and Westawag)在1988年3月号的“粉末和松散材料”(33-36页)中描述了一种在文氏限流管的上游有一根轴向空气进口管的文氏管喷射器。
专利文献NL 7712041(摘要)公开了一种喷射器泵，这种泵形成的吸力把粉末吸入一个分离器内。
专利文献EP 347 779描述了一种具有一可折叠的膨胀室的手持粉末喷洒器。
专利文献EP 490 797描述了一种具有一用弹簧加压的活塞的手持粉末喷洒器，其中的活塞上带了一个喷洒喷咀。
专利文献US 3,994,421描述了一种具有一可折叠的减速腔的手持粉末喷洒器。
在烟雾气体药物杂志(749-75)的拜伦和派登(Byron andPatton)的文章中描述了向肺部的供药。
本发明提供了一种剂量准确，严格，而且能重复而有效地向肺部供入粉末状药物的方法和装置。本发明对于供入昂贵的生物药物，例如蛋白、多肽和多核酸药物，特别有用，但也可以用于通过肺部向全身或局部供入粉末状药物。这种供药装置和方法能把药物粉末完全喷散，同时还能把供药之前可能形成的任何粉末团粒打碎。这种方法和装置对于从单位剂量容器，例如泡形罩或药筒中喷洒细粉末药物特别有用，此时，本发明能在该容器内基本上把全部粉末都流态化和提取出来(通常至少重量的70％，更经常一些是80％，最佳状态时为至少90％)，从而把浪费减到最少，并且提高剂量的准确性和精密程度。但是，这种方法和手段也能用于从含有许多单元剂量的容器，即，用一个容器中装有“大量”粉末的容器，按定量(大剂量)喷洒和供入粉末状药物。
本发明的方法和装置特别适用于输送由离散的颗粒形成的，尺寸范围为1-5微米的粉末。这种粉末在恰当地喷洒成烟雾气体时，最适宜于向肺部的肺泡区域供药。但是，这种粉末特别难以输送，并且在加工，包装和运输时常常结成许多团粒。此前，常常借助于把这种细的药物颗粒与较大的载体颗粒混合在一起来增强这种粉末的输送性能，因为颗粒较大的载体具有比较好的输送和喷洒性能。但是，使用载体会稀释药物，对于给定的药物剂量需要喷洒较多体积的气体。而且这种载体颗粒除了改善输送性能之外，没有别的用处，还会在吸入时导致哽塞。本发明采用两步喷洒法，能够不用或者只用很少一点载体物质，而达到喷洒细药物颗粒的目的。但，本发明也有混合具有上述载体颗粒和稀释剂的药物的组分方面的功能，为了达到要求的药物浓度，有时稀释剂是需要的。
首先，如上所述，在容器内使粉末流态化，形成流态化的颗粒和颗粒的团粒，然后，在能够把团粒打碎的高速气流中喷洒这些颗粒。使用小量的高速空气和流态化空气便能达到这种完全的喷洒，形成一团药物粒子浓度很高的喷洒得很均匀的药物气团。当然，本发明也可以用于包含载体稀释剂之类的药物组成，。本发明的优点在于减少甚至完全取消载体。
按照本发明的方法，粉末状药物装在一个具有能刺穿的盖或其他能穿透的表面的容器内。一根送料管的进口端与上述能穿透的表面上的口连接，然后用高速气流(通常是声速，这种速度就足以使团粒粉碎成单个粒子)流过上述管子的出口端，把粉末通过管子从容器中出吸出来，混入流过的气流中，形成所需要的烟雾剂。通常，在上述能穿透的表面上有两个隔开距离的单独的口，其中的一个与送料管的进口端连接。另一个口能让单独的一股流态化气流进入容器内，使粉末流态化，并清扫粉末已经流态化了的容器，以保证基本上全部粉末都能进入流动的气流内(优选为至少70％，更好一些至少80％，最好至少90％)。上述高压气流是由突然通过一条与上述送料管的出口相交成一角度的流道释放出来一团高压气体所产生的，这团气流根据下列两个条件来选择1)能让足够的流态化气流流过送料管，以流态化和输送容器内的粉末；2)打碎当粉末从送料管的出口端出来时还剩下的粉末团粒。气体在释放之前的压力通常至少为15磅/平方英寸(达到声速)，最好至少20磅/平方英寸，更好一些，在20-150磅/平方英寸范围内，经常是在40-80磅/平方英寸范围内。被释放的气体膨胀后的体积(在14.7磅/平方英寸和20℃的标准温度和压力(STP)下)一般在2-25毫升的范围内，最好在4-15毫升范围内。高压气体的释放可以用手动板机来实施，或者也可选择由病人的呼吸所造成的负压来实施(即，由呼吸致动)。正如下面要详细描述的，高压气流与流态化气流的体积混合比(在STP下)在1∶2-1∶4(高压气体流态化气体)的范围内，以便产生被病人吸入的烟雾气体，有时是在通过一个烟雾收集室之后。
上述方法还可以在所形成的带烟雾气体粉末的这一团体积被病人吸入之前，加一个收集这一团气体的步骤。然后，病人就能从该收集室吸入全部烟雾状药物，同时和/或接着吸入清扫该收集室的周围的空气，以进一步保证所输送的粉末的损失最小。在吸入一团药物气体之后再吸入清扫的空气，将驱使药物深入肺部中吸收药物的肺泡区。上述方法中还可以有选择地包括一个把许多通常呈带状或盘状的装有粉末的容器向前推进，通过送料管，于是便能继续从各容器中继续抽吸和喷洒粉末。
按照本发明的方法的另一个方面，可以继续不断地从一个容器内一次一次地输送出定量的粉末药物。与上面所描述的方法相反，在这种容器内所装的粉末药物的量要比从任何单独一次所输出的药物量多，通常，所装的药量可以用于许多次，至少5次，更好的是至少10次，常常是20次或更多次。该方法包括把送料管的进口端插入容器内，接着让高压气流流过送料管的出口端，通过该送料管从容器中抽出一股气流来。于是，粉末状药物就被夹带在这股流过送料管的气流内，并且在送料管的出口端与高压气流混合。上述高压气流可以重复地流过上述送料管的出口端，而让其进口端留在大批量粉末药物的容器内。
按照本发明的装置有一个主外壳，该主外壳有一用于在一个流态化作用的位置上支承装粉末的容器的支承件。上述送料管安装在主外壳内部，也可以有选择地在主外壳内设置一种用于使该容器相对于送料管作往复运动(或者把送料管伸入容器内)的机构。还设有一个产生高压气体的压缩气体源，一般是一台手动泵，或一台电动泵(常常是电池驱动的)，或一个压缩气体罐，或一个双流体装置等等。这样，由于容器相对于送料管的往复运动，于是送料管的进口端便进入该形成烟雾状粉末药物的容器内。当送料管进入容器或接近容器时，放出高压气流，于是在送料管的出口端形成的低压区便把流态化空气吸入容器内(最好是从烟雾收集室抽，该烟雾收集室接着收集烟雾气体，使得从装置外部流入的净空气减少到最少)，使粉末流态化，并通过送料管把粉末从容器中抽出来，进入高速气流中，形成所希望的喷洒。通常，上述收集室布置在送料管出口端的上方，并与该出口端排成一条线，以容纳粉末烟雾气体的“烟流”，并使这股烟流在被病人吸入之前停止不动。上述送料管在其流道内部并没有喷咀或喷射管，而单纯的未被破坏的流道减小了任何使送料管堵塞或失去喷洒效率的可能性。利用从收集室来的空气作为流态化气体源是有利的，因为这减少了流入收集室内的“新”气体的总量，使得收集上述喷洒气体流(即，高压气流与流态化作用的气流的混合)更容易些。但，这种从收集室来的空气的再循环并不是本发明的根本特点。流态化作用的空气也可以直接从该装置以外获得。
本发明的装置的一个特定的方面是，上述容器支承在一个推进一块连续薄板(例如，一条带子或一个圆盘)的机构上，这块薄板上带有许多通过起流态化作用的位置的容器。通常，上述薄板推进机构包括一个夹持上述薄板的座或底盘，并且是安装成能相对于上述送料管作往复运动的，所以，当座与送料管分离时，这些容器就能顺序向前送进，然后，使座和送料管移动到一起来，送料管便插入容器内。或者，常常可以使用单独的刺穿机构，在送料管马上要插入之前，刺穿容器的盖或者其他单一的进入表面(即，在该容器一侧的表面)，上述刺穿机构在座相对于送料管作往复运动时把盖刺穿。或者，上述进入表面在上述送料管插入时同时被刺穿。在后一种情况下，上述送料管的进口端一般有一个刺穿构件，并且/或者设置附加的刺穿构件，以形成让起流态化作用的空气进入的附加通孔。
本发明的装置的一个特定的方面是，上述刺穿机构在盖上至少穿两个隔开距离的孔，其中的一个孔容纳或连接上述送料管，而另一个孔(或几个孔)让取代的空气使粉末流态化，并在粉末通过送料管抽出时，清扫该容器。还可以设置一根用于引导空气从烟流收集室回到容器去的管道或其他通道，以便至少提供一部分必要的取代空气。用于送料管的孔，可以与取代空气孔同时形成，也可以在不同的时候形成。例如，刺穿取代空气孔的位置可以在刺穿送料管孔位置的前面，或者相反。同时，还希望在喷洒位置上设置一个刺穿机构，在该位置上，送料管的刺穿构件以独立于取代孔的刺穿构件的方式相对于容器作往复运动。
本发明还提供了一种使粉末呈烟雾状散开的装置，它是一根具有一进口端、一出口端和一个在进口端与出口端之间形成一条轴向流道的腔的送料管。至少设有一根让高速气流沿着与该轴向流道相交成12.5-65度的角度流过上述出口端的管道。已经发现，相交的角度在上述范围内，能使送料管内的流态化空气充分的流动，有效地抽空相应的容器(一般至少使容器内当时存有的粉末的80％成烟雾状散开，并将其抽掉，最好时至少90％)，同时还能在该出口端提供充分的剪切能量，把存在于粉末中的团粒基本上打碎。
上述烟雾化装置还可以包括两根或更多的独立的气体管道，这两根管道从流道不同的侧面，经常是相对的两侧(沿直径方向相对)相交。或者，上述高压气体管道有单独一个环形孔出口，它环绕着送料管的出口端，形成在轴向流道上会聚的气体流道。但，后一种方式一般很少采用，因为很难制造所要的尺寸如此小的环形孔。高压(喷洒)气流管道的腔的总面积(A1)一般在0.05-0.3平方毫米的范围内，而送料管在最靠近气体管道上游处的喉部的腔的面积(A2)则在0.5-10平方毫米的范围内。最接近高速气体管道下游处的混合体积的面积(A3)和长度通常分别在.6-11平方毫米和0.5-3毫米的范围内。上述喉部的送料管上游的面积(A4)一般在0.6-15平方毫米的范围内。
上述烟雾化装置还可以有一根从混合体积的出口端延伸出来的扩散管，这根扩散管有一个腔，这个腔的轴线一般与送料管的腔重合，但，这不是必须的。扩散管的腔的直径向着离开混合腔的出口端的方向增大，一般在0.5-5厘米的长度范围内扩散半角为2°-10°，其出口面积常常大约是进口(混合体积)面积的四倍。上述扩散管把从混合体积的出口端排出的气流的速度降低了，在进入烟流收集室之前，出口端的速度是最大的。当上述烟流在腔内部膨胀时，其速度迅速降低，在被吸入之前接近静止状态。
本发明还提供了一种送料管组件，它包括一个壳体，一个导流构件，和一根送料管。该组件在上述烟雾喷洒装置内是可以更换的，以便于在堵塞或损坏时，卸下来进行清理或更换组件。
本发明提供了一种经过改进的粉末药物烟雾化的装置。这种装置有一个外壳和一个使粉末烟雾化的压缩气体源。这种装置的改进之处是设置了一个加压缸，一个能在缸内滑动的活塞，以及一个与上述缸连通的释放阀。还设置了一个在操作上与活塞连接的手柄组件，和一个关闭上述阀的装置。这样，沿直线移动上述手柄就关闭了阀，并且沿轴向把运动传递给缸内的活塞，产生压缩气体。
一方面，上述释放阀有一根与阀提升杆连接的阀杆，而关闭阀的装置有一个靠近阀杆的辊子凸轮，用来当手柄沿径向离开外壳作直线运动时，使阀杆作直线运动，关闭上述阀。另一方面，上述手柄组件还有一根肘结联杆，这根联杆移动到超过中心，使辊子凸轮压向阀杆，保持阀关闭。这样，在活塞向上述外壳移动回去，产生压缩气体时，阀保持关闭。还有一个方面，上述手柄组件在上述手柄与活塞之间有一根联杆。这样，当手柄沿径向相对于外壳向外和向内作直线运动时，这根联杆便使活塞在缸内，在缩回位置和加压位置之间作直线往复运动。由于这种结构，在手柄沿径向向外移动时，就能在关闭阀的同时缩回活塞，而当手柄向内移动时，就能使缸内充满压缩气体。
还有一个方面是设置了一个联锁装置，以防止在肘结联杆移动到超过中心保持阀关闭之前手柄就沿径向向内移动。最好，上述连锁装置包括一根齿条和一个棘爪。还有一个方面是设置了一个释放按钮，用于使辊子凸轮从超过中心的位置移开，以便打开阀。还有一个方面是气缸最好有一个单向阀，用于当活塞向缩回位置移动时，让空气进入缸内。
在一个特定的方面，上述粉末药物装在一个容器内。还有一根管子，这根管子有一个进口端，一个出口端，以及一个连通这两端的腔，这样，上述进口端就能插入上述容器内。在这种状态下，流出释放阀的压缩气体就能流过上述送料管的出口端，把粉末从容器中通过这根管子抽吸出来，在该流动的压缩气体中喷散，形成烟雾。通常，设有一个用来在容器的能刺穿表面上刺穿至少一个孔，同时把送料管的进口端插入容器内的装置。在一个优选的实施例中，该刺穿装置是一对尖头的薄片，当这两块薄片刺穿上述进入表面时，各与上述容器的进入表面成一倾斜的角度。
在另一个特定的方面，设置了一个用来使容器在趋近和离开上述刺穿装置的方向上作往复直线运动的装置。这种直线运动装置具有一根在中心上方的联杆，用于当送料管的进口端刺入容器时，把容器锁定在该位置上。另一方面，设置了一根定位销，用于当送料管的进口端插入容器时，使容器处在对着刺穿装置的最佳方向上。
在又一个特定方面，上述手柄组件有四根用来把手柄安装在外壳上的联杆。这样，用一个普通的恒定的力量，就能使该手柄沿径向相对于外壳向内和向外移动，而且比用简单的一根枢轴运动的形式更呈直线方式。此外，这些联杆减小了手柄必须沿直线移动离开外壳的距离，从而更便于用手操作手柄组件。另一方面，在外壳上还组合了一个用于产生发出操作指令声音的装置。
本发明提供了一种用于把装在一个具有能刺穿的进入表面的容器内的粉末烟雾化的范例性的装置。这种装置包括一个外壳，一个压缩气体源，一个安装在外壳上的收集室，以及一个支承在上述外壳内能够拆卸的横向喷射器组件。该横向喷射器组件有一个用于刺穿容器的进入表面，以及用于容纳压缩气体把粉末从容器中抽吸出来抽入收集室中的装置。在一个优选实施例中，该横向喷射器组件容纳直接从气体源流过来的气体，并把粉末直接输送到上述收集室，而不使粉末流过该装置的其他部分。
在一个特定方面，在横向喷射器组件与外壳之间设有一界面密封件，这样，压缩气体在从外壳流到横向喷射器组件中去时，就不会损失很多气体。一般，上述界面密封件与横向喷射器组件的中心轴线成一个角度，以便于从外壳上卸下横向喷射器组件。另一方面，设置了一个用于在横向喷射器与容器之间形成密封的容器密封件。按又一个方面，上述横向喷射器组件是用键装配的，能反复地沿同一个方向装入外壳内。
另一个特定的方面，上述收集室能在外壳上方沿轴向滑动，于是该收集室就能处在基本上罩住该外壳的缩回的位置上，或者处在拉伸出去的形成容纳烟雾化的粉末的罐体的位置上。通常，在外壳上至少设有一个棘爪，而在收集室上至少设有一条刻槽，当上述收集室处在拉伸出去的位置上时，上述棘爪卡入上述刻槽内。通常还设置了一个把棘爪向外推压的弹簧。另一方面，上述棘爪的几何形状呈V形。在又一个方面，该收集室有一个长形的室体，该室体有至少一条沿着该室体纵向延伸的长形凸脊或肋条。当收集室缩回，以限制积存在该室内的可能被外壳从该室内挤出来的粉末量时，上述长形凸脊便与外壳接触。在又一个方面，上述，该在横断面上的几何形状是不对称的，并且有一个口部。一般，在口部盖着一个能卸下来的盖，以防止外部的灰尘进入该室内，并且在准备好要吸入粉末药物之前，把这些粉末药物保存在该室内。最好在盖与口部之间设置一个密封件，而且这个密封件最好设计成能起放气阀的作用，能让室内的多余气体逸出。
本发明还提供了一种用于装粉末药物的容器，这种容器能容纳在一个烟雾化装置的外壳内。上述容器有一个容器体，该容器体有一个能刺穿的进入表面，和一块从容器体延伸出来的舌片。这样，该容器体就能装入上述外壳的一个孔内，而让上述舌片的至少一部分留在该外壳的外面。一方面，上述舌片有一个能容纳上述烟雾化装置中的一根对中销的钥匙孔。由于舌片上的这个钥匙孔，上述容器的形状可以设计成使它只能用于具有相配的对中销的装置上。这样，就能把装置设计成只能容纳某种装有特定的药物的容器。
本发明提供了一种用于使粉末药物烟雾化的经过改进的方法。在这种方法中，粉末进入并悬浮在流动的气流中，它包括提供一个带有一加压气缸的外壳，一个活塞能在该气缸内滑动；一个与上述气缸连通的释放阀；以及一根用于使活塞沿轴向作直线运动并用于关闭上述释放阀的手柄。上述手柄最初作直线运动，离开外壳，使活塞在气缸内沿轴向作直线运动，到达缩回的位置，并关闭释放阀。然后，该手柄向着外壳移动回来，使活塞作直线运动，到达对空气加压的位置。在加压之后，释放阀打开，突然释放上述压缩气体。
在一个特定的例子中，在关闭释放阀之前，可防止上述手柄向外壳方向的运动。这样，就能防止在气缸充满之前过早地把气体引向药物。另一方面，当手柄向着外壳移动回去时，上述释放阀始终保持关闭，结果，活塞就能对气体加压。另一个方面，上述手柄在移动时一般都与外壳保持平行。最好，对上述手柄施加恒定的力量就能使它向外壳移动对气体加压。
在另一个特定的例子中，悬浮在释放出来的气体中的粉末被引入收集室内，同时从收集室中抽出一部分预先选定的数量的空气。在另一个例子中，设置了一个横向喷射器组件，用于容纳经过压缩的气体，并使粉末烟雾化。该横向喷射器组件装在外壳上，可以卸下来，这样就可以定期把它从外壳上卸下来进行清扫。在又一个例子中，上述外壳能产生口头操作指令。
在另一个特定例子中，设有一具有能刺穿的盖的，用于装药物的容器。该容器能向着上述横向喷射器组件运动，直到上述横向喷射器组件刺穿这个盖为止。通常，上述容器被引导着向横向喷射器运动，所以该横向喷射器在一个已知的预定位置上刺穿上述盖。上述容器最好在阀打开之前一直保持在上述横向喷射器组件刺穿它的盖的状态。
本发明提供了一种用于使粉末药物烟雾化的示范的方法。按照这种方法，设置了许多容器，这种容器有一个容器体和一块从容器体延伸出来的舌片，而粉末药物则装入该容器体内。容器中的一个伸进一个带孔的外壳内，该容器体便容纳在这个孔内，而至少舌片中的一部分则留在外壳的外面。上述容器体抬高，同时被刺穿，而容器内的粉末药物则被抽入一股能被吸入的气流内。然后该容器下降，拉住上述舌片，把上述容器从外壳中拉出来。
在一个例子中，上述外壳有一个能作往复运动的收集室，用于容纳带有粉末的气流，该收集室一般在容器伸入之前移开。收集室一移开，上述孔就暴露出来了，而这个容器伸入该孔内防止了上述收集室在容器挪开之前退回来。
下面参照附图详细说明本发明的实施例。附图中
图1是一个按照本发明的远离设计的烟雾喷洒装置的示意图；图2是图1中的烟雾喷洒装置使用的粉末送料管组件的立体图，其中的靠近一个粉末容器的进口端剖开四分之一；图3是优选的粉末容器盖的刺穿方式；图4A是图2中的送料管组件的一部分的断面图；图4B是沿图4A的4B-4B线的横断面图；图5是表示本发明的送料管腔和喷洒气体管道的相关尺寸与相交角度的示意图；图6表示送料管腔与具有一环形孔的喷洒气体管道的组合，形成了一个锥形流道；图7是按照本发明的原理设计的另一种送料管组件的立体图；图8是图7中的送料管组件的分解图；图9是图7中的送料管组件的横断面图；图10表示与图7-9相似的第三种送料管组件，但还包括了自刺穿构件，它能让送料管和流态化空气管子进入一个粉末药物的容器内；图11A是图10中的自刺穿构件的放大了的详图；图11B是自刺穿构件另一种结构的放大图；图12A-12C表示使用图7-9中的送料管组件在喷洒一个单位剂量容器中的粉末药物；图13是按照本发明的用于烟雾化粉末药物的一种具体的优选装置；图14是图13中的装置转180度后的立体图，并且表示了一个处在缩回状态下的收集室和一个在收集室上的口部；图15是图13中的装置分解后的立体图，表示一个本发明的用于使粉末药物烟雾化的横向喷射器组件；图16表示图15中的按照本发明的横向喷射器组件处在一装有粉末药物的示范式容器的上方；图17是图16中的横向喷射器组件的分解图；图18是图16中的横向喷射器组件和容器的横断面图；图19表示图16中的横向喷射器组件刺穿容器时的情况；
图20是图13中的装置的立体图，表示把带有粉末药物的容器送入该装置中；图20A是放在图13中的装置的座上的容器的顶视图；图21是图13中的装置的侧剖视图；图22是图13中的装置把外盖卸掉之后的侧视图；图23是一个手柄组件与图13中的装置的其他选定的构件的侧视图，其中的手柄组件处在关闭状态；图24是图23中的装置的选定的构件的详图，并且表示了处在打开状态下的释放阀；图25表示图23中的手柄组件和其他选定的构件，此时，手柄组件伸出，把释放阀关闭，并把活塞缩回；图26是图25中的释放阀处在关闭位置的详图；图27是图13中的装置的释放阀的立体图；图28是图27中的释放阀的断面图，表示阀处在打开状态；图29是图27中的释放阀的断面图，此时阀处在关闭状态。
请看图1，下面描述一个借助于插入送料管组件14来喷洒许多容器12中的粉末药物的装置10。上述容器可以是任何形状的，该容器内装入并保存药物，并且有一个能刺穿的进入表面。如图所示，在一块连续的薄板上有许多容器12，薄板上有许多单个的盖着能刺穿的盖的凹穴，这种盖一般是金属箔或者其他常用的薄片。每一个容器内都装有要输送的剂量准确的粉末药物。各容器内的粉末量通常在1-20毫克范围内，更经常的是2-10毫克。这块连续薄板可以是带子、圆盘或者是模压的封壳。这种容器的制造方式常常称为“发泡包装”，是药品包装技术领域所公知的，不需要详细描述了。
虽然图1中所示的是座22，但，应该理解，本发明的粉末喷洒装置也可以设计成只带一个容器的单独的药物包。此时，使用者只要插入这个药物包容器便能与送料管组件14的送料管40(图2)对准正确的方向。必须的刺入容器进入表面的工作可以在插入送料管之前由手工来完成，既可以在装置10的内部(可以在引入送料管组件14之前或同时)，也可以在把药包插入该装置之前撕掉盖子把它暴露出来来完成。也可以使用带许多容器的包装，此时，这种包装从不同的方向插入该装置内，以便有选择地将单个容器暴露在送料管下面。在使用者每次使用之前，可以有许多种方式供其选择。
上述装置10还包括一个主外壳11，并且上述送料管组件14的送料管40(图2)有一个进口端16和一个出口端18。在主外壳11内设有一压缩气体源20，它与送料管组件14的接近的一端连接，用来供应高压气流，下面将结合图2更详细的描述。
容器12要安装在主外壳11内部，相对于送料管组件14的进口端16作往复运动。最好，容器12的带子装在一个座22内，座22则装在主外壳11内能作往复运动，而送料管组件14则固定安装在主外壳内。这样，这些容器12就能顺序地推进，通过一个在座22内的烟雾化位置(决定于送料管组件14的进口端16)，此时，处在喷洒或烟雾化位置上的容器接近送料管的进口端16，以便出空它里面的粉末，这一点下面还要详细描述。座22的往复运动和容器12的推进都可以由使用者用手工完成。或者，也可以在主外壳11内设置一个机构，用于同时使座22作往复运动，而容器12的带子向前推进。或者其中一部分用手动的推进机构，或者一部分机构用电池驱动。
在图1的实施例中，容器12的带子的盖是用一个刺穿机构24来刺穿的。如图所示，刺穿机构24固定安装在主外壳11内部，当座22运动到如图1中的虚线所示的位置时，刺穿机构24上的许多刺穿构件26便接触并刺穿容器12上的可刺穿的盖92(图2)。上述刺穿机构24的位置在送料管组件14的前一站与容器12接触。这样，各容器12将直接在送到烟雾化位置之前的位置上被刺穿。
应该理解，在各容器的盖上刺穿一些孔，以及把容器送到与送料管组件14接近的位置，可以使用各种各样的机构。例如，座22可以在主外壳11内保持不动，而送料管组件14和刺穿机构24则可以一起或者分别作往复运动。换一种方式，送料管组件14的进口端16可以做成自己刺穿的(见图10、11A、11B)。在后一种情况下，所希望的刺穿的形状，将在进口端与容器接触并插入容器内部的同时，在容器12的能刺穿的盖上形成。但，本发明并不限制在任何一种特定的刺穿机构和送进机构上。
上述气体源20将一定体积的高压空气或其他气体供到送料管组件14的送料管40的出口端18(图2)，以便引入一股起流态化作用的空气，把粉末从容器12中抽出来，并把粉末喷散在流动的气流中。在使从气体源流过来的高速气体流过出口端18时，应该理解，上述送料管40可以延伸通过高速气流的进口点，例如在一根长管子中设置侧面的进口。这样，这股高速气体就能真正和在送料管内夹带着粒子的流态化空气混合。采用这种构造，如下所述，送料管40便能确定混合的体积60(见图4A)。
气体源20所供入的气体压力相当高，一般足以使流过送料管组件14的出口端18的气流达到声速，通常超过15磅/平方英寸，常常至少是20磅/平方英寸，优选的是20-150磅/平方英寸范围内，最好是40-80磅/平方英寸范围内。通入高压气体中所储存的能量足以在送料管组件14的送料管40中形成气流，这一气流又把起流态化作用的空气抽进容器内，把容器12中所期望的重量的粉末药物流态化，并把它们抽出来。一次充入的气体膨胀后的体积通常在2-25毫升范围内(在标准温度和压力下)，常常是在4-15毫升范围内。由于高速气流而抽吸出来的流过送料管组件14的流态化气体的体积常常是2-100毫升，最好是4-60毫升(在标准温度和压力下)。下面，结合图2详细描述高压气体流过送料管组件14的出口端18时的情况。
气体源20可能是一台手动泵，或一台电动泵，或一个高压气缸等等。在专利文献和技术文献中描述了用于手持粉末喷洒装置的手动泵的结构，请见，例如，WO90/07351。电动气泵，用气缸的气源，以及双流体装置，在本技术领域内也都是公知的。
上述气体喷洒装置10还包括一个烟雾收集室30，该收集室布置在送料管组件14的出口端18的上方，以便收集从管子中释放出来的粉末。上述烟雾收集室30在其远端有一个口部32，并且它的内部体积足以收集全部从送料管组件14输送过来的喷散的粉末。通常，这一体积在50-1000毫升的范围内，最好是在100-750毫升的范围内。上述收集室还有一个环境空气的进口(图中未示出)，有时是一个切向进口，如美国专利申请No.07/910,048中所描述的，该申请的全部文件都作为本申请的参考文献。换一种方式，上述空气进口也可以是轴向的或螺旋式的，下面将结合图7-9进行描述。
工作时，如图中的箭头34所示，喷散的粉末将流入烟雾收集室30内。空气将通过接口32排出，有时也会通过送料管组件14中的环形腔倒流，如箭头36所示，这一点将在下面结合图2详细描述。这种当流态化气体进入时空气从烟雾收集室30的倒流，大大地减少了流入该装置内的新气体的总量。只有从气体源20流过来的气体才是唯一流入的(在病人吸入之前的)新气体。在容器12中的全部药粉被喷洒掉并且收集在烟雾收集室30中之后，病人便能通过口部32吸入全部烟雾化了的药物。有时候，可以在收集室的空气进口通道中放一块孔板或者其他限流构件，以减缓吸入，并加强粉末粒子的穿透深度。吸入附加的空气还保证粉末状药物能有效地喷散，并深入到肺部的肺泡区，以便于药物的系统吸收或向局部供药。
请看图2，上述送料管组件14有一根内管状送料管40，这根管子在送料管组件14的远端形成进口端16，以及一根外部的同轴线管件42，该管件形成一条环形腔44，用于回流空气从收集室30回到容器12中，这一点下面还要详细描述。
内管状送料管40的腔46从进口端16延伸到出口端18，在该出口端有选择地形成喉管或限流部分。对于送料管组件14的工作来说，喉管或限流部分虽不是必须的，但，就是腔46的出口端的面积A2(图4)决定了这根送料管的工作特性，下面还要详细描述。从气体源20流过来的喷洒气体通过一个与环形气室52连通的口50进入送料管组件14内。该环形气室52又与一对气体导管54相通，这对导管把交汇的气流引入由送料管40的腔46形成的流道内。气体导管54所成的角度是这样选择的，它使得通过腔46吸入的粉末气流流速的大小，与粉碎通过出口端18进入膨胀区段58内的粉末中的团粒的剪切力的大小，获得适当的平衡。
送料管腔46的喉管18的面积A2(图4A)一般在0.5-10平方毫米之间，最好在1-4平方毫米之间。在所示的实施例中，腔46的上游部分的面积A4(图4A)大于A2，一般为0.6-15平方毫米。但，上游的腔46在其全长上的面积也可以是均匀的，与出口端的面积A2相等，虽然这种结构不太好。
请看图4A，在紧靠送料管40的出口端18的位置上，有一个断面积A3均匀的(不扩张的)，长度为L2的混合室60。图中的断面积A3稍大于送料管出口喉管的面积A2，但并不是必须如此。A3的示例性面积一般在0.6-11平方毫米的范围内。其长度L2在混合室60的直径(对于圆形断面)的1-5倍的范围内，一般为0.5-2毫米。在所述的实施例中，有一对气体导管54，如图4B所示。也可以只用单独一个进口喷咀，或者，设置三个，四个或者更多的分离的进口。图4C就表示有四个进口54’。也可以采用其他的形状，包括图6中所示的连续环形孔，或者垂直喷咀(用于粉碎团粒)与轴向喷咀(造成流态化气流)的组合。
请看图5，在送料管腔70的喉管周围布置了若干呈角度α1和α2的高压气体导管72，这两个角度通常相等，但不是必须相等。角度α对于既能把适当数量的粉末从容器中抽出来，又能把进入紧靠导管72的出口下游处的粉末打碎是很重要的。该角度α一般在12.5°-65°的范围内，最好是25°-40°。
应该理解，图5中的高压气体导管72可以象图6中所示那样，做成单独一个锥形腔80，其端头是一个环形孔82。其交汇角α通常在上面提到的范围内，而环形孔82的总面积一般也在上面所提到的总面积A2的范围内。一般，上述锥形腔80的宽度w大约在0.005-0.1毫米的范围内。
再请看图2，送料管组件14是借助于把送料管40的进口端16插在盖住容器12的盖子92上的一个孔90(图3)内来进行工作的。如图所示，该进口端16穿过盖子92，插入容器12内，但，也可以利用一个如图7-10中所示的密封垫片把进口端连接在孔90的上方。孔90由隔开距离的若干孔94(图中为6个)围绕着，当混入空气里的粉末被抽进内部的送料管40时，好让流态化的空气进入。图中的孔90处在中央，但并不是必须在中央。在本发明的一个优选实施例中，至少有一部分(最好全部)流态化空气是从送料管组件14设在收集室30内的底部的口96通过环形腔44供入的。这种从收集室30流过来的再循环空气流过环形腔98，从口96进入环形腔44。或者，可以设置一个橡胶凸缘或裙边95，以防止流态化空气从腔44泄漏到容器12中去。流态化空气从收集室30开始再循环有助于收集收集室内的喷散了的粉末，因为它限制了通过收集室的口部32或其他孔口而散发出去的空气量。
把送料管组件14的送料管40的进口端16插入容器12内是很有利的(但不是必须的)，因为这样便于从容器内部彻底抽出粉末(一般至少80％的重量，最好至少90％)。由于流态化空气通过隔开距离的孔94进入容器内而加强了粉末的彻底抽出，这股气流能够把容器内的各个角落的粉末都清扫出来，使它流入喷散腔46内。
图7-9中表示送料管组件100的另一种实施例。该送料管组件100总体上的功能与送料管组件14相同，也可以用于图1中的装置。然而，送料管组件100特别适用于用模制的塑料零件来制造，或者用模制的塑料件与成品金属件来组合。
送料管组件100有一个壳体102，一个气流导向锥104，一根送料管106，一个端部件108，一个柔性的阀片110，和一个端部衬垫112。上述送料管106装在气流导向锥104下端的一个开口腔114内。送料管106内部的气流通道与上面已经描述过的送料管组件14的相同，但送料管组件100还有一个直接在开口腔114上方的混合室116，和位于混合室上方的膨胀区118。上述混合室116和膨胀区118的大小一般与上面描述过的送料管组件14的相同。
从图8中看得最清楚，气流导向锥104可以在外表面上形成许多空气流道120。通常是1-10条，总横断面积为5-150平方毫米，优选为40-100平方毫米。上述空气流道120在图8中呈普通的螺旋形。这种螺旋形有利于在病人吸入时，向进入有关腔室的替换空气引入涡流。但，上述空气流道120也可以是直线形状，这样能向替换空气中引入锥形的膨胀气流，而不是螺旋气流。也可以采用互相平行的直的空气流道，向腔室内引入普通的轴向替换气流。还可以采用一个单独的环形开口，而用销子或者其他不分离的构件来支承气流导向锥，此时，该导向锥的表面是连续的，而没有隔开的流道。
上述空气流道120的外表面被壳体102的内表面122(图9)所包围。这样，空气流道便从下端124延伸到上端126，为替换或“驱赶”空气进入收集室提供流动的通道，下面将更详细描述。由空气流道120所形成的这些流动通路还当粉末被流态化之后，为从收集室向有关的粉末容器反向流动的空气的再循环提供通道。下面对这一作用还要详细描述。
上述端部件108上有许多环绕着中心孔128的气流孔126。上述柔性阀片110盖住这些气流孔126，固定在壳体120的下端与端部件的上表面之间，如图9所示。该柔性阀片110整体上起单向阀的作用，能让空气从送料管组件100的外部进入在壳体102的下端与端部件108之间形成的空间内。
高压空气将通过在壳体102上形成的进口130(图7)进入在送料管106的出口端形成的敞开腔114内。为简化起见，图9中没有表示从进口130到敞开腔114的流道。向敞开腔114供入高压气体的作用是使流态化空气流过送料管106的中心腔室，其方式完全和上面所描述的送料管组件14一样。
现在请看图10和11A，图中表示一个经过改进的送料管组件100，它能够直接刺穿药物容器的盖子。为了方便，所有与图7-9中相同的构件都用同样的标号。在送料管106的下端设有一送料管刺穿构件140。如图11所示，该刺穿构件140有一对横向内壁142，这一对内壁的端头是一个尖的叶片构件144。该叶片构件144在送料管104内部留出了四条布置成呈90°的分开的流道146。这四条流道146也可以超出叶片构件144的连接点之外。
设置了许多相同的刺穿构件150，既用于刺穿容器盖，也同时用于提供流态化空气的进口通道。这些刺穿构件150可以设置在一块底板152上，或者类似的支承构件上。这些刺穿构件150具有与上面所描述的送料管刺穿构件140同样的锥形叶片构件。这样，图10中的结构，只要一次动作，把盖子向送料管组件100的衬垫112推过去，就能同时在药物容器的能刺穿的盖子上让送料管和布置在四周的流态化空气刺穿构件都穿过去。
图11B表示另一种刺穿构件151，它是用沿着两个交汇平面加工一根管子的端部而制成的。然后，把加工后带有尖头的构件压在一起，形成带有几个孔153的构件。上述刺穿构件151具有它的优点，因为在它刺穿盖子时也把盖子向下压，只留下能进粉末的孔153。这种刺穿构件151可以用模压的塑料制成，也可以用金属加工而成。
现在请看图12A-12C，下面将详细描述图7-9中的送料管组件100的使用。最初，如图12A所示，一个具有预先成形的送料管和流态化空气的贯穿孔200和202的药物容器R向着衬垫112接近。衬垫112为容器R的能穿透的盖子204提供密封。图中，送料管106的进口端要穿过盖子204，但，应该理解，这种穿透并不是最重要的，因为衬垫112将提供密封。但是，由于围绕着贯穿孔200的盖子的舌片是保持敞开的，所以穿透也是所希望的。
在容器R就位之后，一股高压空气快速吹进敞开的腔室1 14内，如图12B所示。上述高压空气流过送料管106的出口端，吸引了一股流态化空气进入容器R内。在具体的过程中，如箭头210所示，流态化空气是从上方的收集室(图中未示出)通过空气流道120被抽进来的。抽进来的空气通过空气流道120，再通过贯穿孔202进入容器内，把里面的粉末流态化，并通过送料管106抽出粉末。通过送料管的气流就与粉末混合在一起，并且在送料管的出口端与高压气流混合。然后，混合在一起的粉末、流态化空气和高压喷洒气体一起流入收集室内，如箭头212所示。
在粉末被喷散之后，病人就能从收集室吸入这些粉末，而这又引起空气通过空气流道120的倒流，如图12C所示，当柔性阀片110打开时，环境空气将通过孔126进入中央孔128。通过孔126进入的空气主要是流过上述空气流道120。但，也有一部分流回到容器R中，再向上通过送料管进入收集室。这种通过容器的气流将把所有剩留在容器中的粉末进一步出空。
请看图13，下面说明一个烟雾化装置300的特别优选的实施例。上述装置300有一个外壳302，和一个能在外壳302上滑动的收集室304。一个横向喷射器组件306夹持在外壳302内部，能够拆卸。上述横向喷射器组件306与图7-9中所示的送料管组件100相似，用于把烟雾化了的药物引入收集室304内，对此下面将详细说明。装置300还有一个手柄组件336，该组件有一根手柄338，这根手柄与横向喷射器组件306组合在一起，用于使药物烟雾化，下面将更详细的描述。上述外壳还有一个用于容纳装有粉末药物的容器342(见图20)的孔340。
收集室304装在外壳302的上方，能够滑动，所以该收集室304可以从外壳302上卸下来进行清扫，并且该收集室304还能在一个拉开的位置(见图20)和一个收拢的位置(见图14)之间转换。在拉开的位置上，收集室304形成一个用于容纳由横向喷射器组件306引进的烟雾化药物的壳体，以便这些药物能被病人吸入。在病人吸入之后，上述收集室304可以滑过外壳302，到达用于储存的收拢位置。为了使收集室304保持在收拢位置或拉开位置上，设置了两对棘爪销308和310。棘爪销308和310卡在外壳302的长槽312和314里。设置了两个弹簧316和318，以便向外推压棘爪销308和310。收集室304有一个室体320，该室体有一个顶部324和一个底部322。一对用于与棘爪销308、310啮合的凹槽(图中未示出)开在底部322上。当收集室304处在拉开的位置上时，棘爪销308卡在这两条凹槽内；当收集室304处在收拢的位置上时，棘爪销310卡在这两条凹槽内。这两根棘爪销308和310各有一个V形部分326和328，用于与收集室304的底部322上的凹槽啮合。V形部分326和328的特定角度和方向能变化，以增大或减小拉开或收拢收集室304所需要的力量。在收集室304上的配合用的凹槽也可以具有不同的角度，以帮助达到上述效果。通常，棘爪销310常常设计成把收集室304向下向外壳302的底部压下，比把收集室304向上拉向外壳302的顶部来得容易。这样，用较小的力量就能把收集室304压到收拢或储存的位置，而把收集室304从储存的位置拉起来则需要较大的力量。于是，在不使用时，收集室304就不会在无意中滑开。同样，棘爪销308则常常设计成当使收集室304从外壳302上完全拉开时，所需要的力量比收集室304向着棘爪销308滑动，向下盖住外壳时的力量大。这样，当把收集室304向着拉开的位置滑动时，就能防止无意中使收集室304脱开。
收集室304的横断面上的几何形状最好是不对称的，这样就能反复地按照已知的方向把收集室304装在外壳302上。这对于保证接口331的吸入口330(见图14)相对于触发按钮418(见图21)处在适当的位置上特别有利，该触发按钮是用来把粉末药物引入收集室304内的。另一方面，室体320最好有至少一条沿着室体320的内部纵向延伸的长凸脊324。上述凸脊334是用来与外壳302接触的，使室体320的其余部分在收集室304向收拢位置移动时与外壳302保持距离。有时候，使用之后会在室体320的内壁上留下残余的粉末。由于在收拢收集室304时，上述室体320是套在外壳302上滑动的，所以凸脊334与外壳302接触限制了外壳302从室体320上刮下来的残余粉末的量。从室体320的壁上刮下过多的积存下来的粉末是不希望的，因为刮下来的粉末可能会结成一团，并且会妨碍装置320往后的工作。还有一个方面，在外壳302上设置了高起来的部分335，以保证在底部322与外壳302之间能正确固定。
室体320最好用透明的材料制作，一般是用塑料制造的。有时候，这种塑料可以是一种本质上导电的聚合物， (例如在美国专利No.5,342,889；No.5,348,995；No.4,719,263中公开的聚合物，这些专利文献都作为本申请的参考文献)，以限制使用时积聚在室体320的壁上的电荷量。
请看图14，图中表示收集室304处在收拢的位置上，并且将用它来详细说明吸入口330的工作情况。上述收集室304有一个盖344，可以盖住吸入口330。盖344用于防止外部的灰尘或粒子在储存的过程中进入收集室304的内部，同时也用来将被横向喷射器组件306带进收集室304来的烟雾化的药物保持住，一直到准备好吸入为止。有时候，盖344可以有一个密封件346，当盖344盖住时，该密封件蒙在吸入口330上。当引入烟雾化药物时，收集室304内部的压力增大。该密封件346便起泄压阀的作用，让一些收集室304内的压缩气体自然地逸出。用这种方式降低收集室的压力有利于在打开盖344要吸入时防止药物由于“爆发”而逸出。
上述收集室304所形成的封闭容积最好是50-750毫升左右，更好一些是100-250毫升左右。当烟雾化药物引入收集室304时，内部的压力将增大，超过周围环境的压力，增大的程度与排入收集室的纯气体的量，以及收集室的容积成正比，可用波义尔定律来表示P1V1＝P2V2，T＝平衡状态下的常数。例如，8毫升气体流入210毫升的收集室内，压力大约升高0.6磅/平方英寸。因此，希望密封件346让大约8毫升的气体逸出，使压力降低0.6磅/平方英寸。上述密封件346最好用硅橡胶、尿烷或类似的柔性的合成橡胶制成，但，用弹簧加压的刚性的阀构件，诸如一块薄的聚酯薄膜或金属板，也可以起同样的作用。
请看图15，下面将详细描述横向喷射器组件306在外壳302内部的布置。上述外壳302有一个圆筒形的开口348，其尺寸可容纳上述横向喷射器组件306。开口348上有一个键槽350，用于容纳组件306的带键部分352。设置键槽350的目的是，当把横向喷射器组件306装入开口348时，横向喷射器组件306每次都能够朝向同一个方向。设置了一个锁紧螺母354，以便把横向喷射器组件306固定在开口348内。上述锁紧螺母354有一对舌片356，以便于在锁紧或松开螺母354时，易于转动螺母354。当要拆卸横向喷射器组件306时，把螺母354松开并卸下来，就可以把横向喷射器组件306从外壳302中提出来。或者，也可以把螺母设计成与开口348紧配合，以便把横向喷射器组件306固定住。
请看图16和17，下面详细说明横向喷射器组件306及容器342的结构。从图17中看得最清楚，横向喷射器组件306有一个壳体358，一个气流导向锥360，一根送料管362，一个端部件364，一块柔性阀片366，和一个端部衬垫368。这种横向喷射器组件306的抽吸和烟雾化容器中的粉末药物的工作情形基本上和图7-9中所示的送料管组件100相同。横向喷射器组件306与送料管组件100的不同之处是，横向喷射器组件306有一个替换的刺穿构件370，和一对刺穿构件372。上述刺穿构件370设置在送料管362的下端，和前面对送料管组件100描述过的一样，当刺穿构件370刺入容器342时，用来从容器中抽吸粉末。上述刺穿构件372既用于刺穿容器盖，也同时用于提供流态化空气的进口通道。该刺穿构件372的特殊的优点是制造容易，因而降低了整个横向喷射器组件306的成本。从图21、23和24看得最清楚，刺穿构件372上可以设置许多尖刺，而不是单独一个尖刺，以便于刺入容器的盖里去。
图18、19表示得最清楚，容器342包括一个容器体374，该容器体有一个能刺穿的盖住壳子378的盖子376和一块舌片380。在舌片380中有一个用来与横向喷射器组件306对中的孔382，下面将对此详细说明。
为了刺穿盖子376，容器342抬高(或横向喷射器306下降)，直到刺穿构件370和372刺穿盖子376，如图19所示。刺穿构件372与刺穿构件370成一个角度，其工作情况与罐头开启器相似，把盖子376的一部分撕开，形成空气进口通道。一旦容器342就位，一股高压空气就突然喷入开口腔384内，这股气流流过送料管362的出口端，把容器342中的粉末药物抽出来，通过横向喷射器组件306，其方式与描述图12-12C中的送料管组件100的相同。当刺穿构件370和372刺穿盖子376时，上述端部衬垫368与容器体374接触，对容器342形成密封。
请看图20和20A，下面详细说明容器342送入孔340中去的过程。容器342是靠夹住舌片380后把容器体374插入孔340内，直到容器体374上的挡肩375与装在座442(见图22)上的导向销377接触(亦见图21)，阻止它进一步前进。一般，在这个位置上，孔382与销子386对准。然后，容器342在孔340内向上抬高，直至销子386插入孔382内，这根销子便为容器342导向，一直到与端部衬垫386接触(见图19)。在全部过程中，舌片380始终留在外壳302的外面。这样，就能防止收集室304过早关闭，因为舌片380将阻止收集室收拢。这样，当容器342装入装置300时，舌片380保证了收集室304始终处在拉开的位置上。并且，收集室304也必须始终处在拉开的位置上，以便将容器342装入装置300内。有时候，在销子386上有一个键，只能插入容器342的一个特定形状的孔内。这样，该装置就设计成只能装入具有规定的药物的容器了。换一种方式，也可以设置许多销子，并在容器上设置许多相应的孔与装置300上的销子配合。
请看图21-27，下面描述上述装置300产生烟雾化药物的工作过程。如图21所示，手柄组件336上的手柄338与活塞388联动，而活塞388则在气缸390内作往复运动。一根联杆392把活塞388与手柄338联结在一起。从图25和26看得最清楚，当手柄338沿径向向外离开外壳302时，把联杆392从气缸390中拉出来，使活塞388升高。当手柄388完全伸出来时(图25)，活塞388便处在缩回的位置。当手柄338向外壳302移动回去时，活塞388在气缸390内移动，压缩气缸390内部的气体。从图21看得最清楚，上述气缸有一个装在止动器396内的单向阀394。这个单向阀394最好是“鸭咀”形的阀，它在活塞388向着拉开的位置移动时，能让空气进入气缸390。当手柄338合上时，阀394关闭，防止空气通过阀394从气缸390中逸出。从气缸390中流出的压缩空气流过一根出口管道398(见图21和25)，流入释放阀组件400。
释放阀组件400又与横向喷射器组件306连通，所以正如上面对图19所描述的，压缩气体能供入敞开的腔室384内。在阀组件400与横向喷射器组件306之间设有密封件402，以防止从阀组件400供入的压缩空气在阀组件400与横向喷射器组件306之间的界面上泄漏。上述密封件402最好用尿烷、硅树脂或类似的合成橡胶制成，并且与横向喷射器组件306的纵轴线成一角度。这样，横向喷射器组件306就能很容易地装入外壳302内和从其中取出来，同时又能具有充分的界面密封。
上述阀组件400有一根阀杆404，和阀提升杆406，用于有选择地防止空气流过上述组件400，下面将结合图27-29详细描述。在图21-24中，阀组件400处在打开位置上，而提升杆406则抬起。在这种构造中，在活塞388压缩时气缸390中的气体不能充分压缩，因为气缸390中的气体能通过出口管398逸出。当阀组件400关闭时，空气就不能从出口管398逸出了，所以气缸390中的空气在整个行程中被压缩。本发明的一个特定的有利的方面是，该装置是设计成当活塞388到达拉开位置时把阀组件400关闭的，所以当手柄338向着外壳302移动回来时，气缸390内的空气就受到压缩。为了在这种状态下关闭阀组件400，上述手柄组件336有一根联杆408，(见图22)，联杆上固定着齿条410。齿条410上有一条长槽412，用于容纳一根阀调整杆414(见图21和24)。如图21和24所示，这根调整杆414用枢轴安装在辊子凸轮416上。而辊子凸轮416又用枢轴安装在阀的释放按钮418上。
如图25和26所示，当手柄338移动离开外壳302，到达完全拉开的位置时，联杆408便绕着一根销子转动，使调整联杆414在长槽412内滑动，直到到达长槽412的左手端。在这一位置上，调整联杆414向手柄338的方向移动，使辊子凸轮416绕着销子422转动。手柄338再向前移动时，就使得辊子凸轮416锁定在超过中心的位置上。当辊子凸轮416在超过中心的位置上不动时，上述释放按钮418便从外壳302向外移动，同时阀杆404被辊子向上推动，使提升杆406坐在座452上(见图29)，从而关闭了阀组件400。与此同时，活塞388借助于联杆392移动到拉开位置。当手柄338向着外壳302往回移动时，调整联杆414便在长槽412内滑动，而凸轮416仍留在超过中心的位置上，使阀组件400保持关闭。与此同时，活塞388在气缸390内移动，压缩气缸390中的空气。当操作者准备好在收集室304中产生烟雾化药物时，便按压释放按钮418，使凸轮416从超过中心的位置上移开，打开阀组件400。
在一个具体的方面，可以把装置300设计成在手柄338完全拉开到把凸轮416超过中心，并且关闭阀400之前，防止手柄338向着外壳302往回移动。为了限制手柄338在这种状态下移动，该手柄组件上有一个与齿条410上的棘齿426啮合的连锁爪424(见图22)。当手柄338被拉开，使凸轮416绕着销子422转动时，上述爪424便与齿条410上的棘齿426啮合，防止手柄338在凸轮416移动超过中心之前把阀组件400关闭。设置了一个连锁爪弹簧425，它把爪424压靠在棘齿426上，直到凸轮超过中心。这样，就能防止手柄338意外地把空气泵入横向喷射器组件306内。在使用者已经装入并刺穿容器时，是不希望发生这种意外输入的空气的。或者，也可以设置连锁装置，以防止在阀组件400关闭之前横向喷射器组件306把容器342刺穿。
请看图22和25，下面详细描述手柄338相对于外壳32的运动。上述手柄组件336还有一根用销子432与外壳302连接并且能够转动的联杆430。把手柄338与联杆392和联杆408连接在一起的是联杆434。联杆392、408、430和434合在一起组成一个四元联杆机构，这个机构能使手柄338在沿径向从外壳302向外运动时，让手柄338总体上保持与外壳302平行。此外，当阀组件400关闭而手柄338向着外壳302往回运动时，在手柄整个运动的距离内所需要施加的力量基本上是均匀的。这样，当使用者对手柄338施加力量，迫使它向外壳302移动回来，压缩气缸390内的空气时，在整个压缩过程中使用者所感觉到的阻力是均匀的。此外，手柄338离开外壳302的最大距离也减小了，从而使得比较小的手也比较容易操作。
如图22和23所示，上述装置300还包括一个用于在孔340内部移动容器342的底座组件436，以便刺穿构件370和372能刺穿容器342的盖子376。该底座组件436包括一根用销子440与外壳302的框架连接的能转动的指压肘杆438。上述容器342夹持在底座442中，而底座442又用一根联杆444与上述指压肘杆438连接。底座组件436的工作过程如下一开始，把容器342插入孔340中，和以前所说的一样，把容器342搁在底座442上。然后按压指压肘杆438，使肘杆438绕销子440转动，把底座442向着横向喷射器组件306抬起来。如图25所示，指压肘杆438被压下去，直到横向喷射器组件306刺穿容器342上的盖子，并且联杆444移动，超过中心。当联杆444超过中心时，上述容器342便被锁定在横向喷射器组件306的端部衬垫368上(见图25)。通常，底座组件436要设计成能补偿底座442的超程。这样，在容器342被横向喷射器组件306所刺穿之后，就可以松开底座442，但，在横向喷射器组件306与容器342之间仍有充分的密封。要使底座442下降时，把指压肘杆438抬起来，使联杆444从超过中心开始移动。然后，捏住舌片380，把容器342从孔340中拉出来，就可以卸下容器342来。
请看图27-29，下面详细描述释放阀组件400。该阀组件400包括一个带有进口448和出口450的壳体446。上述把气缸390与阀组件400连接起来的出口管398穿过进口448。如前所述，界面密封件402放在出口450与喷射器组件306之间。
上述处在打开状态的阀组件400示于图28。当打开时，提升杆406离开环形阀座452，被夹持在中央腔室454内，这个腔室由一块瓣膜456密封，与外界隔开(除了出口450之外)。当打开时，空气从出口管398自由地流过提升杆406的周围，流入中央腔室454，然后流出出口450。当关闭时(见图29)，从出口管398流入中央腔室454的空气迫使提升杆406靠在阀座452上，该阀座防止了压缩空气从中央腔室454中逸出。上述阀组件400最好设计成使得提升杆406与阀座452之间能承受大约120磅/平方英寸的压力，最常用的是80磅/平方英寸。
为了打开阀组件400，可压下释放按钮418，使凸轮416从超过中心的位置移开，并使提升杆406从阀座452移开。为了迫使提升杆406从阀座452移开，设置了一个弹簧457。弹簧457的弹力最好选择在能足以克服由腔室454内的压缩空气所产生的提升杆一侧的反力。因此，当压下释放按钮418时，弹簧457将克服由腔室454内的压缩空气所产生的力，迫使提升杆406暂时离开阀座452，让阀打开。于是，阀便迅速打开，让气缸390和管子398中的压缩空气几乎立即从中央腔室454通过出口450排出，然后，和上面描述的一样，再从出口流向横向喷射器组件306。阀组件400就以这种突然作用和不可逆转的方式向横向喷射器组件306提供精确的气体量，于是粉末便能以反复的预定的方式充分烟雾化。
有时候，外壳302还具有与扩音器配合的电子记忆芯片，以便向使用者提供有关装置300的操作的音响指令。这块芯片最好是已经储存了关于装置300的操作的电子信息的EPROM，PROM或PAL芯片，并且设计成在收集室304拉开时就开始工作。这样，当使用者准备好开始治疗时，就能给出音响指令。通常的指令包括拉开收集室304，用手柄组件336向装置加压，呼吸等等的指令，以及其他由制造厂商确定的有关的信息。
为了清楚和易于理解，上面只用举例的方式详细说明了本发明的几个例子，但，很明显，在本申请的权利要求书范围内可以作出许多变化和改型。
权利要求
1.一种送料管组件，它包括一个有一腔室的壳体；一个容纳在上述壳体的腔室内的导流构件，其中，在上述壳体与上述构件之间形成一条流道；以及一根设置在上述导流构件的轴向通道内的送料管。
2.如权利要求1所述的送料管组件，其特征在于，上述导流构件是在它的外表面上有许多分开的导流通道的锥体，并且还包括一个设置在送料管的进口端附近，具有许多小孔的端部件，这些小孔为通向上述流道提供流动通路，还包括一块设置在上述端部件上方，让气流从组件的外部流入组件内，但阻挡气流从组件的内部流向外部的柔性阀片。
3.一种用于使粉末药物烟雾化的经过改进的装置，这种装置属于这种类型，它有一个外壳和一个使粉末烟雾化的高压气体源，其改进之处包括一个增压气缸；一个能在上述气缸内滑动的活塞；一个与上述气缸连通的释放阀；以及一个有一根在工作中与活塞连接的手柄的手柄组件，和一个关闭上述阀的装置，其中，手柄的移动关闭上述阀，并使活塞在上述气缸内沿轴向运动，产生高压气体。
4.如权利要求3所述的经过改进的装置，其特征在于，上述释放阀包括一根与阀提升杆连接的阀杆，其中关闭上述阀的装置有一个靠近上述阀杆的辊子凸轮，用于使阀杆移动，当手柄沿径向向外壳的外方运动时，关闭上述阀，并且上述手柄组件还有一根肘结联杆，这根肘杆移动到超过中心时，使辊子凸轮保持压紧阀杆，使阀保持关闭，并且，该手柄组件还在上述手柄与活塞之间有一根联杆，当上述手柄沿径向相对于外壳向外和向内运动时，这根联杆使上述活塞在气缸内，在缩回位置与加压位置之间作往复运动，此外，还有一个联杆装置，用于在肘结联杆移动到超过中心之前防止上述手柄沿径向向内移动，并且上述联杆装置有一个棘轮和一个棘爪。
5.如权利要求4所述的经过改进的装置，其特征在于，它还包括一个使辊子凸轮从超过中心的位置移动到使阀打开的位置的释放按钮，其中，上述气缸有一个单向阀，用于当活塞移动到缩回位置时，让空气进入上述气缸，并且上述手柄组件有把上述手柄安装在外壳上的四联杆，使得只要用基本上恒定的力量就能使上述手柄沿径向相对于外壳向内或向外运动。
6.如权利要求4所述的经过改进的装置，其特征在于，上述粉末药物装在一个容器内，该装置还包括一根送料管，该送料管有一个进口端，一个出口端，和一个在两者之间延伸的腔室，上述进口端可插入上述容器内，使得流出释放阀的压缩气体能流过上述出口端，于是从容器过来的粉末被抽入并通过上述送料管，并喷散在上述流过的压缩气体中，形成烟雾剂，该装置还包括用于在上述容器的能刺穿的表面上刺穿至少一个孔，同时把上述送料管的进口端插入容器内的装置，上述刺穿装置有一对尖头的舌片，并且，当这对舌片刺穿上述能刺穿的表面时，它们各自处在相对于容器的能刺穿表面成倾斜角度的位置上。
7.如权利要求6所述的经过改进的装置，其特征在于，它还包括使上述容器在离开和靠近上述刺穿装置的方向上作往复运动的装置，上述运动装置包括一根用于当把送料管的进口端插入上述容器时，使上述容器锁定在其位置上的超过中心的联杆，还包括一根当上述送料管的进口端插入上述容器时，用于使容器相对于刺穿装置对准一优选方向的定位销。
8.一种用于使装在具有一个能刺穿的表面上的容器中的粉末烟雾化的装置，该装置包括一个外壳；一个压缩气体源；一个安装在上述外壳上的收集室；以及一个夹持在上述外壳内的横向喷射器组件，上述横向喷射器组件有一个用于刺穿上述容器的能刺穿的表面，并且接受压缩气体，把粉末从容器中抽出来抽入上述收集室内的装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，上述横向喷射器组件容纳直接从气体源流过来的气体，并直接把粉末输送到上述收集室，而不使粉末通过该装置的其他部分，该装置还有一个在上述横向喷射器组件与外壳之间的界面密封件，从而压缩气体能从外壳流向横向喷射器组件而基本上不损失气体，并且该密封件与上述横向喷射器组件的中心轴线成一角度。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，它还包括一个容器密封件，用于在横向喷射器与容器之间形成密封，其中，上述横向喷射器组件用键装入上述外壳内，以便能在反复装入时朝向同一个方向，上述收集室能沿轴向在外壳上滑动，所以上述收集室能位于基本上罩住上述外壳的收缩位置，或位于形成一个封壳以容纳烟雾化粉末的拉开位置，并且，在外壳内具有至少一个制动销子，在收集室内具有至少一条凹槽，当上述收集室处在拉开位置时，上述制动销子嵌入上述凹槽内。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，上述收集室还有一个口部，还有一个盖在口部上的能卸下来的盖子，并且在上述盖子与口之间还有一个密封件。
12.一种用于装粉末药物的容器，该容器能装入一种烟雾化装置的外壳的一个孔内，该容器包括一个具有能刺穿的表面的容器体；以及一块从容器体延伸出去的舌片，其中，上述容器体可以装入上述孔内，而上述舌片的至少一部分留在上述外壳的外面。
13.如权利要求12所述的容器，其特征在于，上述舌片有一个带键槽的孔，能容纳上述烟雾化装置中的一根对中销。
14.一种经过改进的用于使粉末药物烟雾化的方法，上述方法属于这种类型，其中的粉末夹带并悬浮在一股流动的气流中，其特征在于，改进之处包括提供一个具有增压气缸的外壳，一个能在上述气缸内滑动的活塞，一个与上述气缸相通的释放阀，以及一根用于沿轴线方向使活塞移动，并用于关闭上述释放阀的手柄；使上述手柄移动，离开上述外壳，以便使活塞在上述气缸内移动到一个收缩的位置，并关闭上述释放阀；使上述手柄向着外壳往回移动，以便使上述活塞移动到一个加压的位置，并产生压缩气体；以及打开释放阀，突然排出上述增压的气体。
15.如权利要求14所述的经过改进的方法，其特征在于，它还包括下列步骤在上述释放阀关闭之前，防止手柄向外壳方向运动；当上述手柄向着外壳往回运动时，保持上述释放阀关闭；并且当上述手柄在离开或向着外壳运动时，它总是保持与外壳平行；当手柄向着外壳运动压缩气体时，施加一个通常是恒定的力。
16.如权利要求14所述的经过改进的方法，其特征在于，它还包括下列步骤把悬浮在被释放的气体中的粉末引入一收集室内，同时又把预先选定分量的气体从收集室中排出来，以及提供一种用于接受上述压缩气体并使上述粉末烟雾化的横向喷射器组件，和周期地把横向喷射器组件从上述外壳中取出来进行清理。
17.如权利要求14所述的经过改进的方法，其特征在于，它还包括下列步骤提供一种具有一能刺穿的盖子，用于装上述药物的容器，并把该容器向上述横向喷射器组件输送，直到该横向喷射器组件刺穿上述盖子；将上述容器引向上述喷射器，使得上述喷射器能在已知和预定的位置上刺穿上述盖子；夹持上述横向喷射器组件刺穿了盖子的容器，直到上述阀被释放。
18.一种用于使粉末药物烟雾化的方法，上述方法包括提供若干具有一容器体和从该容器体据出来的舌片的容器，其中，上述粉末药物装在上述容器体内；把一个容器插入一有一个孔的外壳内，其中，上述容器体容纳在上述孔内，而至少一部分上述舌片留在上述外壳的外面；刺穿上述容器体，并把上述粉末药物抽入一股能被吸入的气流中；拉住上述舌片，把上述容器从外壳中拉出来。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，上述外壳有一个用于容纳上述夹带粉末的气流的，能作往复运动的收集室，并且还包括在插入上述容器之前拉开上述收集室，并且在拉开该收集室时暴露出上述孔来，并且在上述容器撤走之前，不能缩回这个收集室。
全文摘要
一种用于使粉末药物烟雾化的方法，它包括把一根送料管(14)的粉末进口端与带有进入装有上述粉末的容器(12)的通道连通。粉末通过上述送料管向上抽吸，并喷散在流过上述送料管的一部分的高压气流中。一种装置，它包括装在一靠近夹持一个或多个容器的底部壳体内的送料管，上述容器可以做成放在一底座(22)上的连续的薄片。还可以设置一个单独的刺穿机构(26)。
文档编号A61MGK1494951SQ20031010473
公开日2004年5月12日 申请日期1995年9月15日 优先权日1994年9月21日
发明者阿特灵·E·史密斯, 阿特灵 E 史密斯, D 布尔, 约翰·D·布尔, W 埃特, 杰夫里·W·埃特, S 埃克斯福特, 乔治·S·埃克斯福特, W 雷恩斯, 雪莉·W·雷恩斯, M 布拉兹, 罗伯特·M·布拉兹 申请人:耐科塔医药公司