专利名称：改进的在便携式吸入器内存储化合物的方法和设备的制作方法
(相关申请)本申请是申请号第09/095737、申请日为1998年6月11日的美国专利申请和申请号为08/417311、申请日为1995年4月5日的美国专利申请的部分后续申请，也是申请号为09/149426、申请日为1998年9月8日的美国专利申请的后续申请，这些专利申请所公开的全部内容作为本专利申请的参考。(背景技术)本发明涉及吸入药物治疗领域，特别是是涉及雾化的化学物质的吸入。在本发明的一个方面，本发明提供一种便携式的吸入器。该便携式的吸入器具有一个用于存储一种干燥状态化学物质的药筒和一个将一种液体引导到所述化学物质以形成溶液的一个液体分散器。在溶液形成后，吸入器马上雾化该溶液，从而使得该溶液可以施加给病人。
液体药剂的雾化越来越成为将多种药剂有效传递给病人的非常有前途的方法。特别是对于与肺有关的蛋白质或者肽和其它生物制剂的传递，该方法具有潜在的优点。上述的药物中许多药物如果保存在液态形式就很容易降解而失效。蛋白质和肽在固态时通常保持良好的稳定性。其原因主要有两个。首先，水作为几个蛋白质降解途径的一种反应物，其浓度得以降低。参见“蛋白质药物学的稳定性”(作者M.C.Manning,K.Patel和R.T.Borchardt,Pharm.Res.1989年第6期903-918页)一文，该文所公开的全部内容作为本申请的参考。第二，在固态时，蛋白质和其它赋形剂处于非移动状态。水是水化反应包括蛋白质变质和分解以及脱酰氨基的一种反应物。通过冻干或者吹干降低水的浓度就降低了反应物的浓度，因此也就降低了这些降解途径的降解速率。
在固态时肽或者蛋白质以及其它在配方中的分子的可移动性降低。参见“在玻璃转化温度以下时无定形药物固体的分子稳定性”(作者B.C.Hancock,S.L.Shamblin,和G.Zografi,Pharm.Res.1995年第12期799-806页)一文，该文所公开的所有内容作为本申请的参考。对于肽或者蛋白质，这种可移动性的降低降低了分子间作用以及分子内的构象变化或者构象波动。分子间作用的减小将降低蛋白质和肽的聚集/沉淀作用，因此将会降低化学反应物扩散到蛋白质或者肽的速率，这将降低化学降解途径的降解速率。分子内构象变化的降低降低了化学或者分子间反应的潜在的反应集团出现的可能性。该反应的速率将随着水的浓度以及蛋白质的可移动性的降低而降低。
一种制造固体或者干燥状态的蛋白质的方法是将液体转化为微细粉末。当这种微细粉末用吸入法传递时，该微细粉末应该具有1-5微米的平均直径，并且具有窄的颗粒尺寸分布。然而这增加了干燥粉末的处理和包装费用。参见题目为“处理可分散的微细粉末的方法和系统”的美国专利US5654007和题目为“传递雾化的药物的方法和装置”的美国专利5458135，这两个专利公开的全部内容作为本申请的参考。
另外一种将液体溶液转化为固体或者干燥形式的方法是使用冻干法。在该冻干法中液体溶液被转化为固体物质，而通过将该固体物质溶解在一个液体例如水中，可以很容易将该固体物质重新变为液体溶液。因此，本发明的一个目的就是提供存储一种固体物质并将该固体物质与一种液体结合以形成溶液的方法。一旦形成了这种溶液，本发明的另外一个目的就是快速地将这些溶液运送到一个雾化装置，从而使得溶液被雾化以用于病人使用。在该方法中，溶液形成后马上进行雾化操作，因此固体物质降解速率降低。
有多种喷雾装置用于雾化液体。例如，在授权的美国专利5164740(“‘740专利”)中描述了一种典型的雾化设备，该专利所公开的全部内容作为本申请的参考。‘740专利描述的设备包括一个超声波换能器和一个固定到该超声波换能器上的缝隙板。缝隙板包括锥形的缝隙，这些缝隙用于制造小的液滴。超声波换能器高频振动缝隙板，从而当液体与缝隙板的后表面接触并且缝隙板振动时，液滴将从缝隙中喷出。‘740专利中所述的设备可以有效地制造小液滴而不需要象以前的设计那样需要设置一个流体室与缝隙板接触。在该专利中，少量体积的液体可以放置到缝隙板的后表面并通过表面张力将液体保持在后表面上。
在美国专利US5586550(“‘550专利”)和US5758637(“‘637专利”)中描述了另外一种对‘740专利的设备改进的设备，这两个专利所公开的全部内容作为本申请的参考。这两个专利所描述的液滴发生器特别适用于制造窄尺寸分布的高速液滴流。正如在‘550专利中所描述的那样，非平面的缝隙板有利于允许更多缝隙喷射液滴。而且，液滴成形的范围在1微米到5微米，因此该设备非常适用于将药物传递到肺。
因此，本发明的另外一个目的是提供一种装置和方法，以将液体溶液(特别是那些刚重新溶解的)传递到雾化设备，从而使得溶液被雾化用于吸入。在该过程中，重点考虑药物传递的准确剂量。因此，本发明的再一个目的是保证准确数量的液体制剂可以传递到气雾发生器，从而保证准确剂量的药物传递到肺。
(技术方案)本发明提供一种用于通过液体将一个固态物质例如干燥状态的物质重新转化为以形成一个溶液以及将该溶液输送到一个气雾发生器进行雾化的典型系统、设备和方法。在一个典型的实施例中，所述的系统包括一个液体分散器、一个含有干燥状态物质的药筒和一个气雾发生器。使用时，所述的药筒连接到所述的分散器的一个出口，而所述的分散器操作以将液体从该出口分散到药筒内。液体然后流动穿过固体物质并作为溶液从药筒排出。
根据本发明的一个典型方面，药筒在每一次使用后可以进行替换和扔掉。在取下药筒后，使用者可以选择操作液体分散器以将液体输送到气雾发生器从而进行清洗循环。根据本发明的另外一个典型方面，一个药筒的液体出口定位于气雾发生器附近，因此，溶液可以分散到气雾发生器而易于进行雾化。液体分散器在一个典型的实施例中，液体分散器包括一个连接到一个罐筒上的一个机械泵。液体分散器放置在吸入器的一个壳体内，并且设置为每当操作机械泵时就输送预定体积的液体。所分散的液体直接从机械泵流动到药筒以形成溶液，而该溶液反过来落入到气雾发生器上。
在一个特别的方面，所述的液体是盐水溶液或者杀菌水，并且还可以选择含有抗微生物添加剂。如上所述，在药筒内的固体物质最好是干燥状态的化学物质，在从液体分散器引入的液体的作用下这些化学物质可以重新转化为溶液。
在一个更为特别的方面，所述的机械泵包括一个连接到一个罐筒上的活塞泵。该活塞泵包括一个负载有弹簧的活塞元件，该活塞元件可以在一个圆筒形元件内滑动形成一个定量腔室。当活塞元件移动一个充填位置，定量腔室从所述的罐筒充填液体。当释放所述的活塞元件而移动到一个分散位置时，将从定量腔室分散已知体积的液体。通过这种方式，每当操作活塞泵时，单位体积的液体就从活塞泵分散而出。
在一个更为特别的方面，活塞元件向着充填位置的移动将在圆筒形元件内形成一个真空，该真空逐渐增加直到活塞元件到达某一点为止，在该点处在活塞元件和所述的圆筒形元件之间形成一个通道。在该点，活塞元件已经到达充填位置以允许罐筒的液体由真空吸入到圆筒形元件的定量腔室内。在该点，释放活塞元件，并且活塞元件在弹簧的作用下返回到分散位置。在活塞元件返回到分散位置的过程中，定量腔室内的液体通过活塞泵的出口排出。
在另外一个特别的方面，所述的活塞泵可以设置用于每当操作活塞泵时输送约10μL到50μL体积的液体。在另外一个方面，活塞泵设置为只有当使用者将活塞元件完全压入到充填位置，活塞泵才分散出全部单位体积的液体。如果活塞元件只是部分被压入，则没有任何液体分散。通过这种方式，防止了部分剂量的分散。
在又一个方面，所述的液体分散器还包括一个阀，该阀用于消除活塞泵内的死容积，因此阻止微生物向内流动到液体分散器内。该阀最好还包括一个管状阀座，该管状阀座在所述的活塞元件的一个底端周围可以滑动。通过这种防止，定量腔室内的液体可以向着底端方向移动所述的管状阀座并越过所述的活塞元件，从而当所述的活塞元件向着分散位置移动时允许定量腔室内的液体通过在活塞元件和管状阀座之间流动而进行分散。管状阀座也可以在所述的圆筒形元件内滑动，而该圆筒形元件则形成一个挡块，以阻止在单位体积的液体已经从定量腔室内排出后管状阀座相对于活塞元件继续向底端移动。而且，当弹簧迫使活塞元件进入管状阀座的底端时，在活塞元件和管状阀座之间形成密封从而防止微生物向内流动到活塞泵内。因此，管状阀座与活塞元件和圆筒形元件的结合使用保证从活塞泵内分散出单位体积的液体，并且提供了一个密封以防止微生物向内流动到活塞泵内。药筒本发明的药筒考虑到干燥状态的化学物质的储存。当一个液体引入到药筒内时，化学物质将在液体中溶解从而在雾化之前形成溶液。
在一个典型的实施例中，药筒包括一个具有一个入口和一个出口的壳体。干燥状态的化学物质放置在壳体内。当液体流经壳体时，化学物质溶解并通过出口以溶液形式流出。化学物质可以是任何类型的化学物质，例如蛋白质、肽、小分子化学物质、基因材料和其它作为药剂使用的大分子和小分子。一种具体的物质就是冻干蛋白质，例如干扰素α1号或者α1号prolastin。冻干物质最好保持在一个支撑结构上，以增加与液体接触的表面积，因此可以增加化学物质溶解的速率。该支撑结构最好设置为以三维阵列方式盛装冻干物质，从而使得化学物质与液体接触的表面积增加。支撑结构的典型类型包括具有弯曲流道的开孔多孔材料。这些流道可以加强溶液的混合，因此溶液可以从出口更均匀地排出。另外，支撑结构可以用编织的合成材料、金属网、叠制的玻璃或者塑料珠以及类似物制成。
当药筒与本发明的雾化设备一起使用时，液体分散器的操作把液体引入到入口内，穿过支撑结构以溶解化学物质，然后从出口排出后作为溶液放置到气雾发生器上。气雾发生器然后进行操作以雾化溶液。通过这种方式，化学物质可以以固态形式进行存储直到使用时为止。如上所述，来自液体分散器的液体的流动是由活塞元件的返回冲程以及当活塞元件移动到分散位置时产生的。既然返回冲程受到弹簧的控制，因此它不依赖于使用者。通过这种方式，每一次液体分散器操作时液体的流速都是相同的，因此提供了一种恒定的并且可以反复进行的重新转化溶液的方法。
在一个特别的方面，药筒包括一个位于入口处的一个连接装置，以将药筒连接到液体分散器。通过这种方式，药筒设计成可以从液体分散器上取下，因此在每一次使用后药筒可以取下而扔掉。在又一个特别的方面，药筒充满液态的化学物质。然后在药筒内冻干该化学物质将其转化为固态形式。气雾发生器在一个典型的实施例中，气雾发生器用于雾化来自药筒的溶液，该气雾发生器的制造方法类似于美国专利US5586550和US5758637中所述的方法，这两个专利前面已经引用作为参考。简而言之，气雾发生器包括一个可振动元件。该可振动元件具有一个前表面、一个后表面和多个在所述的两个表面之间延伸的缝隙。这些缝隙最好为锥形，参见美国专利US5164740，该专利在前面已经引用作为参考。在一个特别的方面，可振动元件最好具有半球形状，其锥形缝隙从其凹入表面延伸到凸出表面。在使用时，来自药筒的溶液被提供给可振动元件的后表面，而该可振后表面还具有一个大的开口。当可振动元件振动时，缝隙从前表面上的小的开口喷射溶液从而形成雾化喷洒。使用者简单地吸入喷射的溶液然后将化学物质提供给病人的肺。其它实施方式本发明还提供了典型的用于雾化一个溶液的方法和装置。在一个典型的实施例中，一个设备包括一个药筒。该药筒具有一个第一腔室、一个第二腔室和一个在所述的第一腔室和所述的第二腔室之间移动的分隔器。药筒包括一个排出口，该排出口与第二腔室连通。液体放置在第一腔室内，而干燥状态的物质放置在第二腔室内。该设备还包括一个可以在药筒内移动的活塞，以将液体从第一腔室输送到第二腔室从而形成溶液。该设备还具有一个气雾发生器，该气雾发生器放置在排出口附近，以接收来自药筒的溶液并产生一个雾化的溶液。通过这种方式，所述的物质可以象其它实施例中用于等待雾化一样而保持在干燥状态。为了形成溶液，活塞移动到药筒内，从而迫使液体从第一腔室进入到第二腔室。活塞的进一步移动将迫使刚刚形成的溶液从第二腔室到达所述的气雾发生器，在该气雾发生器，溶液被雾化。
在一个特别的方面，分隔器具有一个原始位置，在该原始位置上，在分隔器和药筒之间形成一个密封。通过这种方式，液体可以被保持在第一腔室内直到活塞移动为止。作为一种优先的选择，药筒包括至少一个作为所述的第一腔室和所述的第二腔室之间的部分通道的沟槽。通过这种方式，当活塞移动到第一腔室内时，液体(通常是不可压缩的)向着第二腔室移动所述的分隔器，从容允许液体从分隔器周围通过而进入第二腔室。沟槽最好终止与第二腔室，因此当活塞激昂分隔器移动到第二腔室内时，在药筒和分隔器之间可以形成密封，从而迫使溶液从第二腔室经过排出口排出。
在某些例子中，可能需要将溶液重新吸回第一腔室以实现混合。这可以通过将活塞穿过第一腔室拉回从而在第一腔室内形成一个真空。为了分散溶液，如上所述，活塞又穿过第一腔室和第二腔室返回。
在一个特别的方面，设置一个过滤元件穿过排出口，以防止大的颗粒从第二腔室排出和堵塞气雾发生器。在另外一个方面，该设备包括一个用于移动活塞的马达。通过这种方式，操作该马达就可以将一个雾化的溶液简单地提供给病人。
(附图描述)
图1是说明根据本发明具有一个用于雾化液体的气雾发生器的设备的部分剖面图；图2是一个吸入流传感器的示意图，该传感器用于在病人开始从根据本发明的雾化设备吸入时进行探测；图3是图1的雾化设备的气雾发生器的剖面图；图4-9说明用于图1的雾化设备的一个容器和一个活塞泵的侧向剖面图，用于将预定体积的液体传递到气雾发生器。图4-9中所示的视图表示当从容器向气雾发生器定量传递液体时活塞泵的各种状态；图10是一个具有可去除的药筒的雾化系统的示意图，根据本发明，该药筒盛装固态物质；图11说明图10中的雾化系统中的药筒被去除，从而根据本发明对气雾发生器进行清洗；图12是根据本发明的另外一个用于雾化一种溶液的雾化设备的侧面剖面图；图13说明图12中的雾化设备的一个双腔药筒和一个气雾发生器；图14-17说明处于不同作业状态的图13中的药筒，根据本发明，该作业用于将一种溶液分散到气雾发生器；图18说明图1中的雾化设备，根据本发明，该设备具有另外一个将液体传递到气雾发生器的药筒；图19说明图18中的药筒和气雾发生器；图20是图19中的药筒的剖面图；图21是图19中的更详细的剖面图；图22是一个分散系统的侧面剖面图，根据本发明，该系统具有一个药筒和一个活塞泵。
(实施方式)本发明提供一个典型的系统、设备和方法，用于利用液体例如水使得处于干燥状态的固体物质重新转化以形成一种溶液以及用于将该溶液输送到一个气雾发生器以用于下一步的液体雾化。在本发明的一个典型实施例中，该系统包括一个液体分散器、一个盛装干燥状态的固体物质的药筒和一个气雾发生器。在使用时，该药筒连接到所述的液体分散器的一个出口。使用者然后启动液体分散器，从而液体从液体分散器分散出来而进入药筒。当液体流经药筒时，干燥物质溶解成液体，并作为溶液从药筒排出。作为一种优先的选择，药筒在使用后可以进行替换掉和扔掉。在一个优选的实施例中，药筒的一个出口端定位在气雾发生器附近，因此放置在气雾发生器上的溶液很容易得到雾化操作。
在另外一种方式下，一个两步法用于重新转化上述溶液并将该溶液输送到一个气雾发生器。首先，当液体分散器操作时，单位容积液体的一部分例如二分之一单位容积液体提供该药筒。使用者然后等待预定的时间例如等待10秒，然后再操作液体分散器将足够数量的液体输送到药筒内，从而迫使单位容积的溶液从药筒到达气雾发生器。通过这种方式，提供一定的时间间隔保证固体物质可以充分溶解在液体中。
根据本发明的另外一个方面，提供一个典型的系统和方法，用于从一个容器内直接定量获取相对较小体积的液体以及将定量获取的液体输送到一个雾化器。该系统和方法设置用于精确定量获取和输送相对较小数量的液体，通常是从10μL到100μL体积的液体。当输送从10μL到50μL体积的液体时，本发明最好使用一个活塞泵，该活塞泵连接到一个罐筒，这在后面还要进行描述。对于从50μL到100μL体积的液体，可以使用一个药用泵例如一个计量剂量泵S4，该产品来自意大利的Somova S.p.A Milano。作为一种选择，该药用泵可以盛装有药剂，该药剂可以直接输送到一个气雾发生器。作为一个例子，药剂可能包括用于治疗哮喘绞痛用的甾族化合物的混悬液。
本发明的液体分散器的另外一个特点是它们的设置可以防止或者显著降低污染的可能性。在这种方式下，当利用液体分散器将一定剂量的溶液顺序输送到雾化器时，这些液体不会受到污染。作为例子，图1说明了一个用于雾化液体的设备10。该设备10包括一个壳体12，该壳体12被设置用于盛装设备10的各个部件。壳体12最好用轻质、小型并且通常是塑料模制而成。壳体12被分成两个分离的部分一个第一部分14包括一个电子分隔间，一个第二部分16包括一个盛装液体的分隔间，该盛装液体的分隔间用于盛装一个罐筒18、一个气雾发生器22和一个出口管20。通过该出口管20雾化的液体可以分散给病人。通过滑动一个按钮23，第二部分16可以方便地与第一部分14分离。作为一种选择，具有盛装液体的分隔间的第二部分16可以在与第一部分14分离后扔掉。第二部分16可以与罐筒18一起扔掉或者单独扔掉罐筒18。
设备10还包括一个吸入流传感器24，该吸入流传感器24用于在病人从出口管20吸入药物时探测病人产生的吸入动作。在探测到吸入动作后，传感器24发送一个电子信号到一个电子电路(未示出)，该电子电路再发送一个电压从而振动气雾发生器22的一个压电元件26以雾化液体。传感器24最好包括一个可弯曲箔片和一个光电传感器。可弯曲箔片可以根据病人从出口管20吸入药物时而产生的吸入气流而发生偏转。而光电传感器设置用于探测可弯曲箔片的偏转，从而产生一个信号以振动压电元件26。
参考图2，描述了一个吸入流传感器24的示意图。该吸入流传感器24包括一个具有一个伸出部30的可弯曲箔片28。吸入流传感器24还包括一个光电传感器32，该光电传感器32包括一个发光二极管(LED)34和一个与发光二极管LED平行设置的光敏晶体管36。因此，发光二极管LED34可以连续地发射一个光束38到晶体管36。当病人吸气时，吸入气流导致可弯曲箔片28发生偏转从而向下移动伸出部30，直到该伸出部30穿过光束38，导致光中断，并且由晶体管36探测到该光中断。晶体管36然后发送一个信号以启动一个气雾发生器从而产生气雾。
通过按照这种方式设置吸入流传感器24，气雾发生器22只根据病人产生的吸入气流的探测结果进行启动。通过这种方式，病人在吸入一次或者吸入多次时也只是承受单一剂量。作为一种优选的选择，吸入流传感器24在吸入气流速度为15升/分钟时启动。尽管如此，应该能够理解，吸入流传感器24可以设置在任何较低或者较高流速下启动。启动点的调节可以通过改变可弯曲箔片28的可弯曲刚度、通过选择制造可弯曲箔片28的不同材料或者通过改变可弯曲箔片的厚度来完成。
作为另外一种选择，吸入流传感器可以用一个压电薄膜元件制成。该压电薄膜元件在发生偏移时可以产生一个电子信号。电子信号的大小正比于偏移的大小。通过这种方式，压电薄膜元件所产生的电子信号可以用于探测吸入流动的大小。在这种情况下，气雾发生器的输出可以与吸入气流成正比进行调节。气雾发生器的这样的一个正比输出的优点在于它可以防止颗粒的聚集并且根据吸入流动控制气雾的产生。气雾输出的控制可以通过顺序打开或者关闭气雾发生器来进行调节。打开或者关闭时间的比例通常定义为作业周期，将影响净流量。作为例子，一个具有这种特性的压电薄膜元件来自宾夕法尼亚州ValleyForge的ATO自动化学传感器公司。
再参考图1，在第一部分14内的电子电路(未示出)包括一个用于探测气雾发生器22内是否存在液体并发送信号给使用者以指示所有液体已经被雾化的电子元件(未示出)。通过这种方式，使用者将会知道是否增加吸入动作以吸入规定剂量的药剂。该传感电路最好包括一个电压传感电路(未示出)，该电压传感电路用于探测穿过压电元件26的电压。由于穿过压电元件26的电压与靠表面张力与一个缝隙板40(参见图3)接触的液体的数量成正比，因此可以根据该电压确定是否剩下液体。例如，当雾化启动后，电压很高。在雾化最后，电压很低，因此指示雾化过程已经接近结束。作为一种优选的选择，传感电路设置用于在95％的液体雾化完成后进行启动。当传感电路启动后，该传感电路打开一个发光二极管(LED)42，以指示已经传递了规定剂量的药物。
参考图3，详细地描述气雾发生器22的结构。如上所述，气雾发生器22包括一个可振动缝隙板40和一个环形压电元件26。该气雾发生器22还包括一个杯形元件44，压电元件26和缝隙板40如图所示固定到该杯形元件44上。杯形元件44包括一个圆形孔46，在该圆形孔上方放置着缝隙板40。电缆(未示出)将压电元件26连接到第一部分14(参见图1)内的电子电路，该电子电路再用于振动压电元件26。
杯形元件44最好用低阻尼金属例如铝制成。缝隙板40放置在圆形孔46上方，因此缝隙板40的后表面48可以设置用于吸纳来自罐筒18的液体(参见图1)。尽管未示出，缝隙板实际上包括多个锥形的缝隙，这些缝隙宽度从后表面48到前表面50逐渐减小。典型的用于本发明的缝隙板40包括在‘740专利、‘550专利和‘637专利中所述的缝隙板，这些专利在前面作为本发明的参考。
缝隙板40最好用可由金属电铸法制造的材料制成。作为一个例子，缝隙板40可以用钯或者钯合金例如钯钴合金或者钯镍合金制成。缝隙板40还可以镀金以提高其耐腐蚀性，或者也可以用固体金或者金合金制成。作为另外一种选择，缝隙板40可以用镍、镍金合金或者镍和镍金合金组合来制成。在上述组合中，镍金合金覆盖在缝隙板的外表面上。镍金合金可以利用金电镀法制成，然后在较高温度下进行分散处理，参见Thin Solid Film的1983年109卷的1-10页的VanDen Belt,TGM所著“在线卢瑟福散射能谱分析测量钯和金在镍中扩散”一文。该文所公开的全部内容作为本申请的参考。一种具体的可以用来制造缝隙板的材料包括80％的钯和20的镍以及其它钯镍合金,参见Plating and Surface Finishing1996年8月由J.A.Abys以及其他人所著的“电沉积钯镍合金的退火行为”一文，该文所公开的全部内容作为本申请的参考。少量的锰可以在金属电铸过程中引入到镍中，因此镍可以在较高的温度下进行加热处理，参见美国专利4108740，该专利作为本申请的参考。镍金合金对于保护镍组分特别是电铸的镍组分不会受到由于存在镀敷空隙引起的腐蚀特别有用。上述扩散处理对于其它需要防止镍组分特别是电铸的镍组分(例如喷墨缝隙板、其它的喷嘴和类似物)腐蚀的应用中特别有用。
作为另外一种选择，缝隙板的耐腐蚀性可以通过用一种两层(其中第一电铸层包括镍，而第二电铸层包括金)的组合式电铸结构制造的缝隙板来实现。在组合式结构中的金的优选厚度至少为2微米，而且最好至少为5微米。另外，第二层可以由钯或者其它耐腐蚀性金属电铸而成。缝隙板的外表面可以涂覆一层防止细菌发育的材料例如多粘菌素或者银。作为一种选择，缝隙板上还可以包括其它提高润湿性的涂层。
在一个实施例中，通过在缝隙板上涂覆可以利用部分化学键与固体表面形成共价键的制剂来保护缝隙板不受腐蚀性液体的腐蚀。缝隙板上最好包括这种制剂，因为这些制剂通常可以与酸性的药用液体生物相容。这种制剂可以是光致反应的，例如在受到光照时将激活或者当受到潮湿或者其它能量的作用下而激活。而且，该制剂可以具有各种表面性质，例如疏水性、亲水性、导电性或者不导电性。而且，多个制剂可以一个制剂放置在另外一个制剂上。可以包括在缝隙板上的涂层的类型在美国专利US4979959、US4722906、US4826759、US4973493、US5002582、US5073484、US5217492、US5258041、US5263992、US5414075、US5512329、US5714360、US5512474、US5563056、US5637460、US5654460、US5654162、US5707818、US5714551和US5744515中进行了描述；这些专利所公开的全部内容作为本申请的参考。
杯形元件44放置在一个壳体52内，而该壳体52可以防止液体与压电元件26和与杯形元件44接触。杯形元件44通过两个弹性环54和56悬挂在壳体52上。弹性环54放置在壳体52和杯形元件44的外圆周之间。而弹性环56放置在压电元件26的内圆周和一个屏蔽元件58之间。这样的一种结构提供了一种气密封结构，该气密封结构可以防止液体与压电元件26接触，而不会抑制杯形元件44的振动。
现在参考图1，气雾发生器22与出口管20轴向对齐，因此当压电元件26振动时，液滴通过出口管20喷射并且可以被病人利用。如上所述，一个罐筒18放置在第二部分16内，而该罐筒18盛装需要由气雾发生器22雾化的液体药剂。罐筒18固定到一个机械泵60上与该机械泵60成为一个整体，该机械泵60通过一个喷嘴62将单位体积的液体分散到气雾发生器22。机械泵60通过挤压一个按钮64进行操作，该按钮64向下推动罐筒18，以产生如下详细所述的泵送动作。挤压按钮64还对第二部分16内的一个电子微动开关66施加压力。当该微动开关66运作时，将发送一个信号给第一部分内的电子电路，从而导致发光二极管(LED)(未示出)发光，以指示该设备10已经可以使用了。当病人开始吸入时，所探测到的吸入动作将导致气雾发生器进行运作。
如图3所示，机械泵60输送单位体积的液体68(如图中虚线所示)到缝隙板40的后表面48。直到检测到病人吸入之前，所输送的一定体积的液体68通过固体/液体表面作用和通过表面张力而粘结到缝隙板40上。此时，压电元件26操作以从前表面50喷射液滴，病人则在该前表面50进行吸入。通过按照单位容积输送液体68，可以将精确剂量的药剂雾化并输送到病人的肺。尽管图1中的罐筒18被设置为直接将分散出的液体输送到一个缝隙板，实际上机械泵60也可以连接一个装有干燥状态的化学物质的药筒，这在下面还要进行详细描述。
参考图4-10，表示了一个罐筒138和活塞泵140的示意图，以举例说明用于将单位体积的液体药剂输送到一个缝隙板(例如设备10的缝隙板40(参见图1和图3))的方法。罐筒138包括一个壳体142，该壳体142的一个开口端144周围设置一个壳体盖146。一个密封垫片148靠在开口端144上，该垫片148用于防止壳体142中的液体流出。在垫片148的顶部放置一个圆筒形元件150。壳体盖146紧紧地将该圆筒形元件150和垫片148固定到壳体142上。圆筒形元件150包括一个圆筒形开口151，该圆筒形开口151允许液体从罐筒138进入该圆筒形元件150。圆筒形元件150与垫片148配合用于紧紧地定位一个保持(holding)元件152，在该保持元件152周围设置一个压缩弹簧154。
活塞泵140包括一个活塞元件156、一个圆筒形元件150、一个阀座158和一个压缩弹簧154。活塞元件156具有一个前端156A和一个底端156B，前端156A具有活塞功能，而底端156B具有阀功能。
活塞泵140被设置为每当将阀座158向下压向罐筒138然后再松开后，从该阀座158内的一个锥形开口161分散出单位体积的液体。阀座158包括一个阀座肩部158A，可以通过向内挤压该阀座肩部158A而移动阀座158，从而使得阀座158与活塞元件底端156B啮合以封闭锥形开口161。
如图5所示，当活塞元件156进一步挤压到圆筒形元件150内时，弹簧154被压缩，而一个在前端156A和圆筒形元件150之间形成一个定量腔室168。前端156A和底端156B最好用柔软的弹性材料制成，以分别对圆筒形元件150和阀座158实现气密封。由于前端156A和圆筒形元件150之间的密封作用，通过活塞元件156的压缩而在定量腔室168内形成真空。
当活塞元件156进一步移动到圆筒形元件150内(参见图6)时，弹簧154进一步压缩，而前端156A移动通过圆筒形开口151，因此在前端156A和圆筒形元件150之间形成一个缝隙。当前端156A经过圆筒形元件150的边缘，罐筒138内的液体在定量腔室168内的真空的作用下吸入到圆筒形元件150内。在图6中，活塞元件156处于充填位置。
在阀座158向内移动的最后，使用者释放作用在阀座158上的压力，允许弹簧154将活塞元件156往回推动到起始位置。如图7所示，在活塞元件156返回到起始位置后，其前端156A又与圆筒形元件150啮合，从而在两个表面之间形成密封，以防止在定量腔室168内的液体回流到罐筒138内。
既然定量腔室168内的液体通常是不可压缩的，当弹簧154推动活塞元件156时，在定量腔室168内的液体就迫使阀座158向着活塞元件156的底端滑动。在该过程中，允许定量腔室168内的液体从定量腔室流动穿过阀座158的锥形开口161，如图8所示。
如图7-9所示，当前端156A移动长度L时，定量腔室168内的液体从锥形开口161分散而出。当前端156A移动长度L时，该前端156A与圆筒形元件150接触。通过这种方式在该距离的移动中迫使定量腔室168内的液体从锥形开口161排出。当前端156A移动长度L后，前端156A与圆筒形元件150之间的重新密封，因此不会再有液体从锥形开口161排出。因此，所排出的液体的数量正比于圆筒形元件150在长度L内的内径。因此，活塞泵140可以设计为每当活塞元件156从起始位置移动的充填位置然后再回到起始位置时排放已知体积的液体。既然活塞元件156A必须被充分挤压到充填位置，以在前端156A和圆筒形元件150之间形成间隙，因此需要提供一种方法来保证不会排出部分体积的液体。
如图9所示，阀座158包括一个阀座肩部170。该阀座肩部170与圆筒形元件150上的一个挡块172啮合从而阻止阀座158向圆筒形元件150的底端移动。此时，活塞泵140位于最终分散位置，该位置与图4中的起始位置对应。在该位置，弹簧154迫使活塞元件156底端156B进入锥形开口161，从而形成密封并防止污染物进入活塞泵140。
阀座158最好用可阻止细菌增殖的材料涂覆。例如，这样的涂层可以包括具有正电荷材料例如多粘菌素、polyethylinimin、银或者类似物的涂层。
本发明还提供一种方便存储固体或者干燥状态的化学物质然后将该化学物质用罐筒内的液体溶解以形成一种溶液的方法。通过这种方式，易于降解的化学物质可以以干燥状态进行存储，从而延长了产品的存储寿命。作为例子，本发明的一个实施例的用于存储干燥状态的化学物质的药筒180在图10中进行说明。为方便起见，药筒180将与活塞泵140和罐筒138一起描述，而后者则连接到一个雾化设备例如设备10，以按照如上所述对药剂进行雾化。药筒180包括一个圆筒形容器182，该圆筒形容器182具有一个入口184和一个出口186。入口184的尺寸适合连接到活塞泵140，如图所示。在圆筒形容器182内设置一个第一过滤元件188和一个第二过滤元件190。第一过滤元件188设置为靠近入口184，而第二过滤元件190设置为靠近出口186。在第一过滤元件188和第二过滤元件190之间放置干燥状态的化学物质192。将化学物质192最好保持在一个支撑结构内，以增加化学物质溶解的速率。
这种支撑结构可以由各种材料来制成，以增加化学物质溶解的速率。例如，该支撑结构可以包括一种开孔材料例如聚四氟乙烯(PTFE)基体材料，该产品来自Georgia州Farburn的Porex Techologies。作为一种优选的选择，该开孔材料的孔隙的尺寸在大约7微米到500微米之间，优选在250微米左右。另外，各种塑料也可以用于制造开孔材料基体，这些塑料包括高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMW)、聚丙烯(PP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙6(N6)、聚醚砜(PES)、乙烯醋酸乙酯(EVA)和类似物。另外，该支撑结构可以用编织合成材料、金属网、叠置的固体玻璃或者塑料玻璃珠制成。
作为例子，一种将化学物质192放置到圆筒形容器182内的方法是采用首先将液体的化学物质充填到圆筒形容器182内然后利用冻干法将药筒内的化学物质转变为干燥状态。通过这种方式，用于化学物质充填药筒180可以进行精确和重复控制。尽管如此，应该能够理解，化学物质实际上可以以固体状态放置到药筒180内。
冻干法只是作为一个例子，因为该方法可以降低各种物理和化学降解途径的降解速率。如果化学物质包括蛋白质或者肽，在产品制造过程中可以对冻干法过程(和所导致的湿度含量)和产品的配方进行优化，以在冰冻、干燥和用于长期存储之前对蛋白质进行稳定处理。参见下述文章BioPharm的1990年第3期18～26页由M.J.Pikal所著的“蛋白质的冻干”一文，Biotech.Bioeng的1991年第37卷177～184页由W.R.Liu,R.Langer和A.M.Klibanov所著的“由湿度引起的固体状态的冻干蛋白质的聚集”一文，BioPharm的1990年第3期的26～30页由M.J.Pikal所著的“蛋白质的冻干”一文，Biophys.J的1993年第65卷661～671页由S.J.Prestrelski、N.Tedeschi,S.Arakawa和J.F.Carpenter所著的“稳定剂导致脱水使蛋白质的构象转化及其表现”一文和Arch.Biochem.Biphys的1993年的第303卷456～464页由J.F.Carpenter、S.J.Prestrelski和T.Arakawa所著的“利用Stress-Specific稳定法导致冰冻和干燥的分离引起的冻干的蛋白质脱水变性”一文，这些文章所公开的全部内容作为本申请的参考。调整配方的pH值和/或添加各种添加剂包括糖、聚糖、多元醇、氨基酸、甲胺、某些盐以及其它添加剂可以使得蛋白质直到冻干仍保持稳定。
作为一个例子但不表示对本发明的限制，药筒填充有直径为大约0.5mm的小玻璃珠。该药筒用浓度为10mg/ml的溶菌酶溶液进行充填。为提高溶液的稳定性，该溶液与一种糖和一种缓冲溶液结合。缓冲溶液是柠檬酸钠而糖是甘露醇。一种表面活性剂twin 20也被加入到溶液中。该溶液然后在药筒内进行冻干处理。
冻干处理后的物质可以选择包括一种溶解增强剂例如在药物科学技术杂志上所述的表面活性剂，参见J.Pharmsei.Technology的1994年第48卷30～37页，其公开的所有内容作为本申请的参考。为保护化学物质在干燥状态时不会发生破坏反应，各种糖可以加入到溶液中，参见Bichem.J.的1987年的第242卷1～10页由Crowe以及其他人所著的“用糖对干燥的磷脂双层和蛋白质进行稳定”一文和Biochemica.et Bilphysica Acta1987年第923卷的109～115页由Carpenter以及其他人所著的“用糖冻干法对磷酸果糖激酶进行稳定”一文，这两篇文章所公开的全部内容作为本申请的参考。
在使用时，药筒180连接到活塞泵140，而活塞泵140按照如上所述方式进行操作以排出已知体积的液体到药筒180内。所提供的液体流过化学物质192，而化学物质192溶解到液体中，并作为液体溶液194从出口186流出。出口186与气雾发生器198的缝隙板196分开一定距离，因此液体溶液194将如图所示放置在缝隙板196上。气雾发生器198还包括一个杯形元件200和压电元件202，而该气雾发生器198按照如上所述的气雾发生器22的类似方式进行操作。因此，当气雾发生器198操作时，液体溶液194从缝隙板以如图所示的小滴方式从缝隙板196喷射而出。
本发明的一个重要特点是药筒是可以从活塞泵140上去除的，因此药筒180可以在每次用过后废弃掉。如图11所示，当药筒180去除后，使用者可以选择再启动活塞泵140以再输送一定体积的液体204到缝隙板196。气雾发生器198然后按照类似于超声波清洁器的方式通过振动清除缝隙板196上的任何残留溶液。盛装在罐筒138内的液体可以形成溶液以清洗缝隙板196，该液体可以包括杀菌水或者类似物，这种杀菌水是水与乙醇或者其它杀菌剂的混合物。
总之，本发明提供了一种便携式的雾化设备，该雾化设备能够存储干燥状态的化学物质并在施加给病人之前通过液体将化学物质重新转化为溶液。本发明还提供了用于雾化溶液和清洗气雾发生器的技术。而且，应该能够理解，这里所述的雾化设备可以用于雾化没有存储在药筒内的液体药剂，因此液体药剂可以直接从活塞泵排出到缝隙板上用于雾化。
该雾化设备10可以设置为当清洗完成后给使用者提供警示信号。这个特点最好通过在第二部分内安装一个处理器来实现。该处理器可以编程以包括预期的需要雾化来自罐筒18的一定剂量液体的时间。如果在全部剂量的溶液雾化之前就达到了该预期的时间，可以认为缝隙板已经堵塞，因此清洗该缝隙板。在这种情况下，处理器发送一个信号给雾化设备10的一个发光二极管(LED)以提示需要对缝隙板进行清洗。
为确定是否所有液体在预期的时间内已经被雾化，处理器可以记录气雾发生器操作的时间。当气雾发生器操作了预期的时间后，如上所述，电压传感电路操作以探测是否在缝隙板上残留有液体。
如图12所示，描述了另外一个实施例的用于雾化液体的雾化设备300。该雾化设备300包括一个壳体302，类似于图1中实施例，该壳体302也被分成两个互相分离的部分。一个第一部分304包括各种电子部件，而第二部分306包括一个盛装液体的分隔间。一个类似于图1中的气雾发生器22的气雾发生器308放置在第二部分306内以雾化一个溶液，所雾化的溶液可以通过一个出口管310而用于吸入。气雾发生器308可以方便地包括一个唇部312，以获取溶液并保持溶液与气雾发生器308接触而直到雾化完成。在气雾发生器308的上方是一个药筒314。正如后面所详细描述的那样，药筒314产生用于输送到气雾发生器308雾化的溶液。
一个丝杠316连接到药筒314。反过来，丝杠316连接到一个微型无磁芯(micro-coreless)直流马达318。当操作马达318时，它导致一个转轴320旋转。这种旋转运动由丝杠316转化为直线运动，如下所述，以移动药筒314内的一个活塞322。马达318由第一部分304内的合适的电子部件操作。而且，一个电源例如电池设置在第一部分304内部以为马达318提供电能。气雾发生器308的操作方式与图1中的雾化设备的操作方式完全相同。
参考图13，将详细描述药筒314的结构。活塞322包括一个对接块(docking knob)324，该对接块324可以与一个丝杠316的一个连接器326连接。对接块324和连接器326便于实现快速连接和断开。通常，马达318和丝杠316紧紧固定到壳体302上(图12)，而药筒314则被设置成可以从壳体302上取下。通过这种方式，每当需要一个新的药筒时，可以很容易地将该药筒插入到雾化设备300中，并与丝杠316相连接。
丝杠316被设置为当马达318使得转轴320顺时针方向旋转时，丝杠316向下移动。另外，当马达反转时，丝杠向上移动。通过这种方式，活塞322可以在药筒314内前后移动。马达318最好进行校正，以使得活塞322可以按照如下所述方式在药筒314内移动到选定的位置。
药筒314包括一个第一腔室328和一个第二腔室330。尽管为方便起见没有表示出来，但是第一腔室328实际上充有一种液体，而第二腔室330充有干燥状态的物质。这些物质最好包括一种冻干后的药物，尽管也可以类似于图1中的实施例使用其它的物质。一个分隔器332将第一腔室328和第二腔室330分隔开来。如图13所示，当分隔器处于原始位置时，在分隔器332和药筒334之间形成密封，因此可以保持住第一腔室328内的液体，如下所述，直到该分隔器332离开其原始位置为止。
药筒314包括一个排出口333，该排出口333靠近气雾发生器308放置。一旦在药筒314内形成溶液，该溶液就穿过排出口333而到达气雾发生器308，在此溶液经过雾化后输送给病人。一个过滤元件334设置穿过排出口333，该过滤元件334用于防止较大的药物颗粒被冲洗到气雾发生器308上，这可能导致气雾发生器308内的缝隙的堵塞。
参考图14～17，将对药筒314产生一个用于输送到气雾发生器308的溶液操作进行描述。药筒314的结构类似于美国专利US4226236中所述的药筒，该专利所公开的全部内容作为本申请的参考。如图14所示，药筒314是处于原始位置，此时分隔器332将液体保持在第一腔室328内。当药筒处于原始位置时，药筒可以插入到雾化设备300内并连接到一个丝杠316(参见图13)。当准备传递雾化溶液给一个病人时，就操作马达318(参见图13)以使得丝杠316移动药筒314内的活塞322，如图15所示。当活塞322在药筒314内移动时，该活塞将穿过第一腔室328进行移动。由于液体是不可压缩的，因此液体将迫使分隔器332向着第二腔室330的方向移动。在药筒314的壁上形成有一个或者多个沟槽336，当分隔器332一离开其原始位置时这些沟槽336就与第一腔室328形成连通。这样，第一腔室328内的液体就按照箭头所示进入第二腔室330。一旦液体能够在分隔器332周围移动，压迫该分隔器332的压力就释放掉，因此分隔器332保持在如图15所示的为止。当液体进入第二腔室330时，冻干的药物就溶解到液体中以形成溶液。
如图16所示，活塞322一直移动到与分隔器332啮合为止。此时，所有液体都已经从第一腔室328移动到第二腔室330内。此时，作为一种选择，可以根据需要对第二腔室330内的形成的溶液进行混合操作。这可以通过向后移动活塞322到如图15所示的位置。在此过程中，在第一腔室328内形成真空，因此将第二腔室330内的溶液吸入到第一腔室328内。当溶液流动穿过沟槽336后，溶液产生搅动因此实现混合作用。活塞322然后返回到如图16所示的位置以把液体重新移动到第二腔室330内。这个过程可以根据需要重复多次直到溶液混合充分为止。
在正确的混合完成后，溶液然后准备分散到气雾发生器308。为了进行此项操作，活塞322穿过第二腔室330而向前移动，如图17所示。反过来，分隔器332被向前推动到过滤器334，从而完全闭合第二腔室330并将所有的液体从排出口333排出。
药筒314的一个特别的优点是可以把精确剂量的药物分散到气雾发生器308，因此可以保证病人吸入正常的剂量。而且如上所述，通过将药物保持在干燥状态，药物的存储寿命也得到延长。
在溶液分散出药筒314后，药筒314可以去除，并用另外一个替换的药筒代替。作为一种选择，一个包括清洗溶液的清洗药筒可以插入到雾化设备300中。该清洗溶液在马达318的作用下分散到气雾发生器308。因此气雾发生器308可以利用该清洗溶液对其缝隙进行清洗。
参考图18，将描述另外一个用于雾化液体的设备400。该设备400与雾化设备10类似，区别在于用一个连续供给药筒402代替罐筒18。药筒402设置可以按照需要连续将液体供应到气雾发生器，因此每一次操作气雾发生器时都能保证具有足够数量的液体可以利用。药筒402还保证不会供应过量的液体，亦即该药筒402只是提供雾化所需的液体。该药筒402的结构类似于申请号为08/471311、申请日为1995年4月5日的美国专利申请中所述的药筒，该专利所公开的全部内容作为本申请的参考。
如图19-21所示，药筒402包括一个液体储存室404和一个表面406，该表面406邻近气雾发生器22的缝隙板，用于从液体储存室404给缝隙板22提供液体。一个毛细管通道408在液体储存室404和表面406之间延伸，以通过毛细管作用将液体提供到表面406。为了克服在液体储存室404内所产生的真空，一个开口通道410与毛细管通道408连通。以这种方式，空气能够进入液体储存室从而降低其真空度并允许更多的液体可以从液体储存室404输出。
在另外一个实施例中，一个药筒可以连接到一个活塞泵以构成一个分散系统，该分散系统用于将一个配方提供给一个气雾发生器。例如，如图22所示，一个分散系统430包括一个药筒432和一个活塞泵434。药筒432的形式与图14中的药筒314类似，也包括一个第一腔室436和一个第二腔室438。第一腔室436内放置液体(未示出)而第二腔室438内放置一个干燥物质440。一个分隔器442将两个腔室分隔开来。在使用时，一个柱塞444移动穿过第一腔室436从而迫使分隔器442向前移动，使液体进入第二腔室438从而形成溶液。
活塞泵434的结构类似于图4中的活塞泵138。活塞泵434进行操作以从第一腔室438内排出一定容积的溶液。活塞泵434可以设置在一个气雾发生器附近以使得一定容积的溶液可以进行雾化。通过这种方式，通过一种简单、方便的方式就可以利用干燥物质直接形成的已知容积的溶液。
本发明已经详细进行了描述，然而，应该能够理解可以作出某些改变和修改。例如，尽管如上所述液体是输送到缝隙板，实际上该设备和方法也可以用于将已知数量的液体输送到其它类型的雾化装置。因此，本发明的范围和内容不限于上述的描述。本发明的范围和内容由下面的权利要求书所决定。
权利要求
1．一种用于雾化一种物质的方法，包括下列步骤将液体提供给一个装有干燥状态物质的药筒，其中，所述的物质溶解到所述液体中以形成溶液；将所述的溶液从所述的药筒输送到一个雾化元件；以及操作所述的雾化元件以雾化所述的溶液。
2．根据权利要求1所述的方法，还包括将所述的物质以液态引入到所述的药筒内，使得所述的物质冻干以将该物质变为干燥状态。
3．根据权利要求1所述的方法，还包括从一个连接到所述的药筒上的液体分散器提供所述的液体。
4．根据权利要求3所述的方法，其中将所述的物质放置在一个支撑结构上，该方法还包括由所述的液体分散器迫使所述的液体穿过所述的支撑结构以将溶液输送到所述的雾化元件。
5．根据权利要求1所述的方法，还包括使所述的雾化元件振动以雾化所述的溶液。
6．根据权利要求3所述的方法，还包括在分散完成后将所述的药筒取下并丢弃该药筒。
7．根据权利要求6所述的方法，还包括在取下所述的药筒后从所述的液体分散器再分散液体到所述的雾化元件上，以及操作所述的雾化元件以清洗雾化元件。
8．一个雾化系统，包括一个液体分散器，该液体分散器适合于在该液体分散器的作用下输送一定体积的液体；一个药筒，该药筒容纳来自所述的液体分散器的液体，所述的药筒包括一个装有干燥状态物质的壳体，其中，来自所述的液体分散器的一定体积的液体将所述的物质溶解以形成溶液；以及一个气雾发生器，该气雾发生器放置在所述的药筒附近，该气雾发生器适合于接收来自所述药筒的所述溶液。
9．根据权利要求8所述的系统，其中，所述的壳体包括一个支撑结构，其中，所述的物质被放置在所述的支撑结构上。
10．根据权利要求9所述的系统，其中所述的支撑结构包括一种开孔多孔材料。
11．根据权利要求9所述的系统，其中，所述的药筒具有一个入口和一个出口，并且该药筒还包括一个位于入口处的连接装置，以将所述的药筒连接到所述的液体分散器。
12．根据权利要求11所述的系统，其中，所述的药筒还包括一个位于所述的入口附近的过滤元件和一个位于所述的出口附近的过滤元件，其中，所述的支撑结构放置在所述的两个过滤元件之间。
13．一种雾化一种物质的方法，该方法包括下列步骤将液体从一个第一腔室输送到一个装有干燥状态物质的第二腔室中，以形成溶液；将所述的溶液从所述的第二腔室输送到一个雾化元件上；以及操作所述的雾化元件以雾化所述的溶液。
14．根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一腔室和所述的第二腔室被设置在一个药筒内，该方法还包括移动一个活塞使之穿过所述的第一腔室从而将所述的液体输送到所述的第二腔室。
15．根据权利要求14的所述的方法，还包括将所述的第一腔室和所述的第二腔室之间的一个分隔器定位在原始位置以将所述的液体保持在所述的第一腔室内。
16．根据权利要求15所述的方法，其中，所述的药筒包括至少一个设置在所述的第一腔室和所述的第二腔室之间的至少部分通道上的沟槽，该方法还包括向着所述的分隔器移动所述的活塞以使所述的分隔器离开所述的原始位置并允许在所述的第一腔室内的所述的液体经过所述的分隔器周围并通过所述的沟槽进入所述的第二腔室。
17．根据权利要求16所述的方法，其中，所述的沟槽终止于所述的第二腔室，该方法还包括移动所述的活塞挤压所述的分隔器，并使活塞进入所述的第二腔室从而迫使所述的第二腔室内的所述的溶液从排出口排出。
18．根据权利要求16所述的方法，还包括将所述的活塞从所述的第一腔室拉回以将所述的第二腔室内的所述的溶液吸入到所述的第一腔室内，然后移动所述的活塞使之穿过所述的第一腔室而进入所述的第二腔室以将所述的溶液从排出口排出。
19．根据权利要求13所述的方法，还包括振动所述的雾化元件以雾化所述的溶液。
20．根据权利要求14所述的方法，其中，将所述的药筒保持在一个吸入器的壳体上，该方法还包括在分散后将所述的药筒从所述的壳体取下并丢弃该药筒。
21．根据权利要求20的方法，还包括将一个清洗药筒引入到所述的壳体内，并从所述的清洗药筒分散出清洗溶液到所述的雾化元件，然后操作所述的雾化元件以清洗该雾化元件。
22．一种雾化设备，包括一个药筒，所述的药筒具有一个第一腔室、一个第二腔室、一个位于所述的第一腔室和所述的第二腔室之间的可移动的分隔器和一个与所述的第二腔室连通的排出口，其中，液体被放置在所述的第一腔室内，而干燥状态的物质被放置在所述的第二腔室内；一个活塞，所述的活塞可移动地放置在所述的药筒内，以将所述的液体从所述的第一腔室输送到所述的第二腔室从而形成溶液；以及一个气雾发生器，该气雾发生器被放置在所述的排出口附近，以接收来自所述的药筒的溶液并产生雾化的溶液。
23．根据权利要求22所述的设备，其中，所述的分隔器具有一个原始位置，在该原始位置上，所述的分隔器和所述的药筒之间形成密封以将液体保持在所述的第一腔室内。
24．根据权利要求23所述的设备，其中，所述的药筒包括至少一个设置在所述的第一腔室和所述的第二腔室之间的至少部分通道上的沟槽，从而在所述的分隔器从所述的原始位置移开而向着所述的第二腔室移动时允许在所述的第一腔室内的所述的液体经过所述的分隔器周围并通过所述的沟槽进入所述的第二腔室。
25．根据权利要求24所述的设备，其中，所述的沟槽终止于所述的第二腔室，当所述的活塞使所述的分隔器移动进入所述的第二腔室时，在所述的药筒和所述的分隔器之间形成密封，从而迫使所述的第二腔室内的所述的溶液从排出口排出。
26．根据权利要求22所述的设备，还包括一个沿着所述的排出口横向放置的过滤元件。
27．根据权利要求22所述的设备，还包括一个用于移动所述的活塞的马达。
28．根据权利要求27所述的设备，其中，所述的药筒的几何形状为圆筒形。
29．根据权利要求22所述的设备，其中，所述的物质从由蛋白质、肽、小分子化学物质、遗传物质、大分子和小分子构成的组中选择。
30．根据权利要求22所述的设备，其中，所述的药筒和所述的气雾发生器被放置在一个壳体内。
31．根据权利要求22所述的设备，其中，所述的气雾发生器包括一个具有多个锥形缝隙的缝隙板，其中，所述的缝隙板用由钯镍合金和金构成的组中选择的材料制成。
32．一种可产生预定体积的液体以用于随后的雾化的设备，该设备包括一个容器，该容器适合于保持一个液体储存室；一个活塞泵，该活塞泵包括一个活塞元件和一个圆筒形元件，其中，所述的活塞元件在所述的圆筒形元件内可以滑动，并且，所述的圆筒形元件形成一个定量腔室，其中，当活塞元件移动到一个充填位置时，所述的定量腔室适合于被来自所述液体储存室的液体充填，并且其中，当所述的活塞元件移动到一个分散位置时，所述的活塞泵适合于将所述的定量腔室中的已知体积的液体分散。
33．根据权利要求32所述的设备，还包括一个设置在所述的容器和所述的活塞元件之间的偏压元件，以向着分散位置的方向偏压所述的活塞元件，从而将一个力施加到所述活塞元件上以将所述的活塞元件移动到所述的充填位置。
34．根据权利要求33所述的设备，其中，所述的活塞元件具有一个顶端和一个底端，其中，所述的活塞泵还包括一个管状阀座，该管状阀座可滑动地放置在所述活塞元件的底端周围，以便当所述的活塞元件向着分散位置移动时定量腔室内的液体使所述的管状阀座向着活塞元件的底端移动而越过活塞元件，从而使得所述的定量腔室内的所述的液体在活塞元件和管状阀座之间流过而进行分散。
35．根据权利要求34所述的设备，其中，所述的管状阀座可以在所述的圆筒形元件内滑动，其中，所述的圆筒形元件形成一个挡块以阻止管状阀座相对于活塞元件而向底端移动，其中，所述的偏压元件迫使所述的活塞元件的底端进入所述的管状阀座的底端，从而在所述的活塞元件和所述的管状阀座之间形成密封。
36．根据权利要求35所述的设备，其中，所述的活塞元件的顶端包括一个弹性前端，该弹性前端密封所述的圆筒形元件和所述的活塞元件的顶端。
37．根据权利要求36所述的设备，其中，当位于所述的充填位置时所述的弹性前端移动到所述的圆筒形元件的外侧，并且，当所述的活塞元件移动到所述的充填位置时，在所述的定量腔室内形成一个真空，从而当活塞元件处于充填位置时使得所述的容器内的液体被吸入到定量腔室内。
38．根据权利要求35所述的设备，其中，所述的管状阀座的底端包括一个锥形部分，以阻止当活塞元件进入该锥形部分后向底端继续移动。
39．根据权利要求33所述的设备，其中，所述的偏压元件包括弹簧。
40．根据权利要求32所述的设备，其中，所述的定量腔室的容积在约10微升到约50微升之间。
41．一种雾化液体的设备，该设备包括一个壳体；一个可振动元件，该可振动元件放置在所述的壳体内，所述的可振动元件包括一个前表面、一个后表面和多个在所述的前表面和所述的后表面之间延伸的缝隙；一个液体供给器，该液体供给器放置在所述的壳体内，所述的液体供给器适合于将预定体积的液体输送到所述的后表面；以及一个振动器，该振动器振动所述的可振动元件以将液滴从所述的可振动元件的所述的前表面喷出；其中，所述的液体供给器包括一个适合于保持一个液体储存室的容器和一个活塞泵，所述的活塞泵包括一个活塞元件和一个圆筒形元件，所述的圆筒形元件形成一个定量腔室，其中当所述的活塞元件在所述的圆筒形元件内移动到一个充填位置时所述的定量腔室适合于填充来自液体储存室的液体，并且，当所述的活塞元件移动到一个分散位置时所述的活塞泵适合于将来自定量腔室的已知体积的液体分散。
42．根据权利要求41所述的设备，其中，所述的活塞元件具有一个底端，该底端放置在所述的可振动元件的所述的后表面附近。
43．根据权利要求42所述的设备，其中，所述的缝隙的宽度从所述的后表面到所述的前表面逐渐变窄。
44．一种可产生预定体积的液体以用于雾化的方法，该方法包括利用真空将一个容器内的液体吸入到一个定量腔室内从而用所述的液体充填所述的定量腔室；以及将来自所述的定量腔室的已知体积的所述液体分散从而使得所述的已知体积的液体可用于雾化。
45．根据权利要求44所述的方法，其中，使所述的液体直接从所述的液体储存室吸入到所述的定量腔室，从而使得所输送的一定体积的液体不会暴露在外部环境中。
46．根据权利要求45所述的方法，还包括提供一个活塞泵以将所述的液体从所述的容器内吸出，其中，所述的活塞泵包括一个活塞元件和所述的定量腔室。
47．根据权利要求46所述的方法，还包括将所述的活塞元件移动到一个充填位置以用液体充填所述的定量腔室和将所述的活塞元件移动到一个分散位置从而将来自所述的定量腔室的所述的液体分散。
48．根据权利要求47所述的方法，还包括向着分散位置的方向偏压所述的活塞元件从而将一个力施加到所述的活塞元件上，以将所述的活塞元件移动到所述的充填位置。
49．根据权利要求47所述的方法，其中，所述的活塞泵还包括一个圆筒形元件，该圆筒形元件可操作地连接到所述的容器上，其中，所述的活塞元件在所述的圆筒形元件内可以滑动，并且该方法还包括将所述的活塞元件滑动到所述的充填位置以充填所述的定量腔室。
50．根据权利要求49所述的方法，其中，所述的活塞元件具有一个顶端和一个底端，其中，所述的活塞泵还包括一个管状阀座，该管状阀座可滑动地放置在活塞元件的底端周围，以便当所述的活塞元件向着分散位置方向移动时定量腔室内的液体可以向着活塞元件的底端移动阀座而越过活塞元件，并使得定量腔室内的液体在活塞元件和管状阀座之间流过而进行分散。
51．根据权利要求50所述的方法，其中，所述的管状阀座可以在所述的圆筒形元件内滑动，该方法还包括在从所述的定量腔室内分散出已知体积的液体后通过所述的圆筒形元件上的一个挡块阻止所述的管状阀座相对于所述的活塞元件继续向底端移动。
52．根据权利要求51所述的方法，其中，所述的活塞元件的偏压迫使所述的活塞元件的底端进入所述的管状阀座的底端，从而在所述的活塞元件和所述的管状阀座之间形成密封。
53．根据权利要求51所述的方法，其中，所述的活塞元件的顶端包括一个弹性前端，所述的弹性前端密封所述的圆筒形元件和所述的活塞元件的顶端，该方法还包括向着顶端移动所述的弹性前端从而在所述的定量腔室内形成真空，以便当活塞元件处于充填位置时，所述的容器内的液体被吸入到所述的定量腔室内。
54．根据权利要求51的方法，其中，所述的已知体积的被分散液体在约10微升到约50微升之间。
全文摘要
本发明提供了一个典型的用于雾化物质的雾化设备和方法。根据一个典型的方法,液体从一个第一腔室输送到一个有干燥状态的物质的第二腔室以形成溶液。所述的溶液然后从所述的第二腔室输送到一个雾化元件。该雾化元件操作以雾化所述的溶液。
文档编号A61M5/30GK1303309SQ99800911
公开日2001年7月11日 申请日期1999年6月10日 优先权日1998年6月11日
发明者耶胡达·艾弗瑞, 琳达·R·戴扬, 成·H·武, 米罗·S·凯特, 维贾·库马尔, 马库斯·弗莱尔 申请人:艾若根公司