专利名称：干燥粉末的计量与包装装置的制作方法
技术领域：
本发明关于干燥粉末的包装，更具体地说是关于药物用途粉末的微克数量的包装。
背景技术：
在干燥粉末，特别是非常小量的药用干燥粉末的计量及包装中，制药工业对于此等粉末的精确数量的包装存在许多的困难。其原因之一为，许多粉末会产生电荷且该电荷会造成在计量及包装上的问题，因为粉末会聚集并粘附在容器或计量装置的周边上。本发明利用粉末的这一特性来获得一电荷用以精确地测量该粉末的正确的微克数量，然后将这些正确的微克数量粉末置于每个容器中。
在过去，已有使用静电荷来吸引一给定数量的粉末至一表面上的技术。此技术的一个例子为激光印刷机或静电复印装置，其中一圆筒被带电及碳粉粒子被吸引至圆筒上且被电荷固定定位。在圆筒上的电荷因为被吸引的碳粉粒子而被中性化，因而依据在圆筒上的电荷影像来限制碳粉数量。在这些印刷机圆筒上的电荷然后被转移至一纸张或其它载体上以形成一最终的影像。
发明目的及概述在本发明中，相同的技术被用来将一预定数量的药用细微粉末转移至载负了预定强度的电荷或区域的一个载体或一个中介媒体、如一圆筒上，将该带电荷圆筒的表面转动，将预定数量的药用粉末载负至其表面上，到达一输送站，在该处该电荷被克服及该干燥粉末被送至一包装中，该包装然后被密封。除了圆筒以外，亦可被使用的是，一皮带或其它可移动的表面被带以电荷用以在一局部区域形成一电位。
当一给定的药物粉末数量需要被包装时，对每一药物的药量及每一粒的大小须分布的电荷及电荷面区域可经由实验决定。这可通过控制一给定电荷强度的带电区域或在任一个别的带电区域上的总静电电荷来完成。这些条件可被加以调整以提供所需要特定药物的数量在输送站被输送。
附图简单说明
图1为带负电荷的粉末粒子被吸引至其表面具有正电荷的支撑件上的示意图。
图2为实施本发明所涉及的各步骤的方块图。
图3为示意图，表示一种用来输送来自一静电吸引站输送的给定的小量药物粉末的圆筒式静电装置，在该静电吸引站一给定的小量药物粉末被吸引至该圆筒上并将该圆筒上的一给定电荷中性化，及一后续的输送站，在该处药物从该圆筒被送至一包装中。
图4及5为图3中所示的设备中所用的优选组件的功能性示意图。
图6展示一不同的系统，其中具有微粒化的药物粒子被静电附着于它们表面上的分离的载体，该系统被用来将药物载送至带电的输送表面。
图7及8展示将药物粉末烟雾化及将该药物离子化的方法用以让该药物带有特定的电荷。
图9为一图表，其中以时间及尺寸的函数来显示悬浮粒子的百分比及任何给定的尺寸分布的悬浮粒子流的产生的百分比。
图10显示施加一雾化的药物至一载有电荷“影像”的圆筒上的另一实施例。
图11展示一离子投射系统，用以在一绝缘表面上的产生电荷“影像”。
发明详细说明首先参照图1，腔14包含了雾化的干燥粉末粒子10。这些粒子10悬浮于空气中并带有电荷，例如负电荷。同样在该室中有一具有与粒子电荷相反电性电荷的支撑表面12。支撑表面12将会吸引足以将在该支撑件表面12上的电荷中性化的带电粒子10。此支撑表面具有可将分散的电荷保持在其表面上的物质，如使用在复印工业中的绝缘材料，例如塑料或半导体材料，如硒。
被输送至该载体板的实际粉末数量为粉末化粒子的质量对电荷之比的函数。如果假设表面电荷饱和，则被该粒子所载负的电荷数量与表面积直接相关。对球形粒子而言，该电荷随着半径的平方而改变及质量随着半径的立方而改变。因此，被该电荷载体的表面的一给定的部分所检取的带电粒子的数量将会是在该载体上的总电荷的函数。因此，对一给定的载体上的表面电荷密度而言，被检取的粉末的数量与带电荷的面积成正比。因此，为了要将检取的粉末数量加倍，则带电荷的面积必需加倍。这可被用作为控制被该载体所检取的粉末数量的基本方法。因此，对于任何特定的粉末或粉末的粒子大小分布而言，所需要的确切的面积及电荷数量可根据实验来决定。
现参照图2，该图为实施从粉末供应至含有一特定的粉末数量的选定的包装中的整个处理所需要的不同设备的示意流程图。在16处，表示被送至一装置18中以产生一雾状粉末的粉末供应装置。接下来，粉末在20被离子化。将于稍后说明的是，这些步骤或设备可被结合在一起。在24处，表示一可在其表面上保持一空间电荷的载体表面。这可以是一塑胶带或使用在XeroxTM复印机中之一硒鼓。此载体表面24通过一充电站25，在该处预定的静电荷25A(一静电“影像”)产生于该输送表面的一预定的面积上。此带电荷的表面25A然后通过步骤26，在该步骤中粉末10以足以将该载体表面所载负的电荷中性化的数量26A沉积于该带电的载体表面上。此后，载负着预定的粉末数量26A的载体表面被运送通过一粉末卸载装置30，其将粉末26A从该表面24上卸除至一包装材料28上，该包装材料可具有凹陷29用以容纳该粉末。容纳该粉末26A的该包装材料28然后通过一包装密封步骤32。
如在讨论图1时提及的，具有静电荷的载体表面于其表面上载负了一已知数量的电荷且此电荷的极性是与悬浮于室中的粉末粒子上的电荷相反。这些带电荷的粒子因为为相反极性的电荷相吸而朝向该带电荷的表面迁移，一直到载体表面电荷中性化时为止。
被输送至该载体表面的粉末质量的确实数量为带电粒子的质量对电荷之比的函数。虽然很难在质量与实际电荷之间获得一线性关系，但在粉末粒子的表面积与粉末粒子在电荷饱和下所载负的电荷之间建立一固定的关系是可能的。然而，不同粉末粒子尺寸和形状的固定组合的表面积很难用数学上的方式加以计算，特别是当其形状为不规则时(如，非球形，微晶粒等)。正如以前提及的，决定吸引一给定的粒子重量的电荷数量及面积的最简单方法为预先估计正确的面积及电荷，然后将该预先估计的电荷供应至该载体表面24的预先估计的面积上，然后将此选择性地带电的面积暴露于在离子化步骤中被离子化的大量粉末中，然后，该带电的面积的大小或在该充电站25被施加于该面积上的电荷数量可被向上或向下调整用以在面积及电荷强度两者上提供正确的电荷量。以检取所需要的相反极性的带电的粉末重量。
现参照图3,4及图5，一种用来完成本发明的优选设备示于图3中，而其组件的细节则被示于图4及5中。该电荷载负表面以感光圆筒24A来表示，该圆筒在电荷“影像”曝光器25之间转动，于圆筒24A的表面上产生一电荷“影像”25A(见图4)。此“影像”曝光器可以是一光源，如一激光束(或其它可控制的光源)，它能够在该圆筒的表面上产生一所需要的大小及强度的静电“影像”25A。该电荷“影像”然后被转动至影像成形站，该站包含一药物容器78及一高频震荡器80及一静电瑕疵器(defector)82用以产生一药物粉末的离子云，该离子云被该电荷“影像”25所吸引用以将在该“影像”中的电荷中性化，因而形成一包含一预定数量的粉末的粉末“影像”26A(见图4及5)。此粉末“影像”26A被转动至一药物输送站30，在该处药物被释放在至包装层28的口袋29中。在一优选实施例中，此药物输送至口袋29中是由使用高电压板56(见图5)来完成，它克服了在该圆筒的表面上的带电的“影像”25A的吸引力，因而将粉末“影像”26A释放至口袋29中。该容纳预定药量的口袋然后被输送通过密封步骤32。
图6展示本发明的另一实施例，其中被细微化的药物粒子10被载负于分离的载体60的表面上，该载体可以是小的塑料珠。当这些塑料珠与一影像25A接触时，该细微化的粒子10从该分离的载体球60上被转移至圆筒24A的表面上的带电的“影像”25A上。为此，在影像25A上的正电荷应高于在分离的载体60的表面上的正电荷。
图7及8显示处理药物及提供雾化及离子化用以提供具有一预定的大小及电荷的悬浮的微药物粉末流的方式及将该粉末提供至一计量室86中的方式两者的附加细节。在图7及8中，元件16A,18A及20A及16B,18B及20B对应于在图2,3及4中的对等元件。
因为重复性对于药物计量是很重要的，所以必需有效地注意电荷对质量的比例随着粒子尺寸改变的问题。
克服此一问题的一种方法为控制在药物粉末中的粒子尺寸的分布。图8展示一种控制此粒子尺寸的操作情况。在该静电瑕疵器82上的电压被调整用以控制悬浮于该保持室中的粒子尺寸。用以将它们输送至离子化室。当所需要的粒子尺寸被悬浮时，它们被引入该离子化室中以确保在该粒子上的表面电荷饱和。这将产生一已知的电荷对质量的比例。
图7显示控制尺寸分布的另一方式。一高速气流84用来将粉末的聚集解离并雾化。该被解离的粉末然后被容纳于保持室18A中。该保持室的目的为让大尺寸的粒子沉淀，藉此产生所需要的粒子尺寸分布。该粒子尺寸分布是维持时间的函数，如图9所示。该悬浮的粒子然后被离子化后被暴露于电荷影像中，如在图3中的26所示。
图9显示悬浮于一维持室中的粒子尺寸的百分比，它为时间的函数。此室可设有一慢速向上流动的气流用以保持雾状的悬浮。如图中所见到的，悬浮粒子的百分比主要是由粒子尺寸(其中S为小的粒子尺寸，M为中的粒子尺寸，L为大的粒子尺寸)来决定的。经实验，人们可选择一时间段T，在此时间段上可给予任何特定的药物剂量所需要的粒子尺寸分布。此外，或用来取代时间的方法。可使用一或多个滤片来获得一给定的粒子尺寸范围的粒子。
图10与图4相类似，只是在此图中的影像成形站26被换成固定的电极26B及一气道用以载负雾化的粉末方面不同。该转动的圆筒24具有一绝缘表面或一感光体表面，一隐藏的影像即被沉积于该表面上。例如，该雾化室将与图7中所示的相似。在图7中的计量室即为在该绝缘表面24与该固定的电极26B之间的气道25，偏压V被施加于表面24与电极26B之间。未被沉积的粉末然后在此气道的右侧排出。加以收集以供稍后使用或被循环回到雾化室中。
图11的上部显示一离子投射印刷头，其中一离子束被用来在一绝缘表面上产生一电荷“影像”。电晕线52具有一高电压施加其上，其造成空气解离并产生离子投射印刷机操作所需的离子52A。该离子投射印刷头的其余的部分包含通常的控制电极54，屏幕电极56及绝缘体58。施加于该控制及屏幕电极的相对电位接着调整离子25C的数量，该离子将被计量及被沉积于绝缘表面24上，这些被沉积于绝缘表面24上的离子可形成隐藏的影像25A。离子束的强度及尺寸两者可被调整，这对于熟悉本技术领域的人员而言是显而易见的。此系统的优点为它不需要一感光表面，因而可以是坚韧的，从而使其适合于制造场所的环境。
本发明亦可藉由将一由分离的，由细微分割的药物粒子的圆点所形成的“影像”印于一基板上，一个圆点的粒子数量对应于一给定数量的药物，及将一个或多个圆点包装成为一预定的治疗药物剂量而被有利地应用于制造药物的微克数量的药丸。
权利要求
1．一种包装粉末的方法，其特征在于具有下列步骤在一粉末载体表面上形成具有一预定的影像面积的预定的静电荷，将该载体表面与充分数量的粉末接触用以将该电荷中性化，将该粉末及该表面移至一转移站，将该粉末转移至该包装中并密封用以容纳一定数量被转移粉末的包装。
2．权利要求1的方法，其特征在于预先估计在该载体表面上的预定的电荷及面积，该预先估计的静电带电面积然后被暴露于相反极性电荷的粉末中且测量被吸引至该预定的面积的粉末数量，然后对电荷的数量和/或该面积作必要的调整用以将所需要的粉末数量吸引至该“影像”面积上。
3．权利要求1的方法，其特征在于该电荷“影像”由一离子束所产生，该离子束的强度和/或面积可以改变；或电荷“影像”由一光子束所产生，该光子束的强度和/或面积可以改变。
4．权利要求3的方法，其特征在于具有控制被沉积于该电荷“影像”上的粉末中的粒子的粒子尺寸分布的步骤。
5．权利要求1的方法，其特征在于预定的治疗药物剂量的药丸是由将细微分割的药物粒子的圆点所形成的“影像”印于一基板上，一个圆点的粒子数量对应于一给定数量的药物，及将一个或多个圆点包装成为一预定的治疗药物剂量而形成的。
6．一种用来包装粉末的装置，其特征在于它包含一粉末源16；一粉末载体表面24；将一预定的静电荷施加于该载体表面的一预定面积上的机构26，用以在该表面上产生一电荷“影像”25A；将该粉末施加一与在该载体表面上的静电荷极性相反的静电荷的机构26；将在该载体表面上的该面积的带电荷区域暴露于带电荷的粉末中用以在该载体表面上产生一粉末“影像”26A的机构；将粘附于该载体表面上的粉末转移至一转移系统并将在该载体表面上的静电荷中性化用以将该粉末转移至一包装28中的机构30；及将该包装28密封的机构。
7．权利要求6的装置，其特征在于将该电荷“影像”置于该载体表面上的机构在电荷强度及面积上是可调整的，从而使得静电荷的确实数量及其面积可被控制。
8．权利要求6的装置，其特征在于另外包括用来控制粉末粒子尺寸分布的机构用，以确保粉末计量的重复性及准确性。
9．权利要求8的装置，其特征在于进一步包含一用来将粉末解开聚集的高频振荡器80，及一用来将所想要的粒子尺寸分布雾化的静电电位机构82。
10．权利要求6的装置，其特征在于包括用来将粉末粒子解开聚集及雾化的高速气流84，及一使用粒子沉淀时间来控制在该气流中的粒子尺寸分布的维持室18B。
11．权利要求6的装置，其特征在于该电荷“影像”是由一离子束所产生，该离子束的强度和/或面积可以改变，或是由一光子束所产生，该光子束的强度和/或面积可以改变。
全文摘要
静电光学技术被用来对细微粉末，如微克(microgram)数量的药物加以计量及包装。一具有给定的尺寸及电荷密度的静电“影像”(25A)被暴露于一离子化的药物粉末(10)中用以将一已知之精确的药物量吸引至该影像。所得到的药物“影像”(26A)然后被送到一包装(32)中。
文档编号G03G15/22GK1227527SQ97197063
公开日1999年9月1日 申请日期1997年6月23日 优先权日1996年7月2日
发明者安德鲁·L·艾布拉姆斯, 阿南德·V·古马斯特 申请人:微计量技术有限公司