专利名称：气雾剂气流控制系统和方法
这个申请参考1999年9月13日申请的美国临时专利申请No.60/154 074的全部公开内容，要求其权利并将其包括在内。
超声波雾化器包括使用压电元件的一种类型，通过人工移动在含有要雾化药剂的柱形件内的活塞，使存放在那里的液体药剂雾化。活塞迫使液体从柱形件中的出口出来，这使液体沉降到压电雾化器上，依次启动雾化器作为人工分配药剂操作的一部分。
但是，这些现有的药物传送系统有多个缺点。现有药物传送系统的一个问题是药剂的传送效率很低。已经估计到，用现有的系统，平均只有很小百分比的药物剂量，从流体贮槽实际被分配到患者的肺部可以获得打算产生的效果的地方。药剂的很大部分冲击和粘在装置的内表面上。这使该药物传送装置用于传送贵重的药剂时不是优选的。
所以需要改进流体传送装置的传送效率的设备和/或方法。
本发明还提供引导空气流通过过滤元件以便限制气雾剂颗粒尺寸的方法和设备。从而使颗粒尺寸的分布满足颗粒的特定尺寸或尺寸范围的要求。
与喷雾器/可吸入药物传送系统一起说明和描述本发明。这样的系统包括干粉产生器、喷雾器(液体产生器)、推进剂产生器等。
因此，在本发明的一个方面，提出一种气流控制设备的排出部件。该气流控制设备包括气雾剂产生表面和定位在其附近的物料分配部件。排出部件包括有内壁的一般为圆形的壳体，定位在气流控制设备的气雾剂产生表面附近的第一端，从排出部件排出夹带物料的气流的开口，与周围空气连通的多个入口和定位在内壁附近的内护罩，在它们之间建立间隙。护罩包括在气雾剂产生表面附近的中心孔。
在本发明的另一方面，从气流控制设备的排出部件传送雾化物料的方法包括排放一定量物料到气流控制设备的气雾剂产生表面上的各个步骤，在设备中气雾剂产生表面是定位在设备排出部件的大体上闭合的端部附近。该方法还包括通过气雾剂产生表面雾化物料的各步骤，同时产生扫过气雾剂产生表面以便夹带雾化的物料的第一气流，和在第一气流与排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流。该方法还包括在气雾剂产生表面的下游混合第一和第二气流的步骤。
在本发明的还有另一方面，从具有气雾剂产生表面的药物传送装置的排出部件传送一剂量的雾化药剂的方法包括排放一剂量的药剂到药物传送装置的气雾剂产生表面上的各个步骤，在装置中气雾剂产生表面是定位在排出部件的大体上闭合的端部附近，通过气雾剂产生表面雾化物料，同时产生扫过气雾剂产生表面以便夹带雾化的药剂的第一气流，和在第一气流和排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流，在气雾剂产生表面的下游混合第一和第二气流。
在本发明的还有另一方面，从气流控制设备的排出部件传送雾化物料的系统包括用于排放一定量物料的排放装置，用于雾化物料的雾化装置，其中排放装置排放物料到雾化装置附近，用于同时产生扫过雾化装置以便夹带雾化物料的第一气流和在第一气流与排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流的气流产生装置，在气雾剂产生表面的下游混合第一气流和第二气流的混合装置。
根据本发明的各个方面可以采用三维的物体，将它放在气流流出开口之前的夹带的气流路径内。三维的物体可以包括圆柱形、圆形、椭圆体形或半球形、平板形、联锁的格网和圆柱排列。
三维形状还可以包括多孔介质。这样的多孔介质可以根据多孔介质的特性建立预定的颗粒尺寸。这样的特性包括介质的厚度、介质的孔隙体积，介质的孔隙尺寸和介质的亲水/疏水的平衡中至少一个。
在前述方面的护罩和内壁之间建立的间隙也可以是可调的。
图1B说明根据本发明的流量控制装置接口的端视图。
图2A说明根据本发明的流量控制装置接口的侧视示意图。
图2B说明根据本发明的流量控制装置接口的端视图。
图3A说明根据本发明的流量控制装置的装配好的接口的侧向剖面图。
图3B说明根据本发明的流量控制装置的装配好的接口的侧向剖面图。
图4A-F说明根据本发明的流量控制设备接口的外护罩的各种视图。
图5A-F说明根据本发明的流量控制设备接口的内护罩的各种视图。
图6A-F说明根据本发明的流量控制设备接口的半球形插件的各种视图。
图7A-F说明根据本发明的流量控制设备接口的支承圈的各种视图。
图8说明根据本发明的在半球形插件和支承圈之间的联锁连接。
图9A说明根据本发明的流量控制装置接口的侧向示意图。
图9B说明根据本发明的流量控制装置接口的端视图。
图10是说明根据本发明的接口的过滤效率对颗粒直径的曲线图。
图11是说明根据本发明的流量控制装置使用圆柱形格网作为冲击物体的性能的图表。
图12是说明根据本发明的流量控制装置使用具有和没有内护罩的圆柱形格网的效果的图表。
图13是说明根据本发明的流量控制装置的内护罩离开气雾剂产生表面一特定距离的效果的图表。
图14是说明根据本发明的流量控制装置的效率对颗粒尺寸的图表。
提出一种与可吸入药物传送装置连接的排出口或接口1。装配好的接口1包括壳体或外护罩2，它有定位于离开药物传送装置的气雾剂产生表面6的壳体一端上的出口或开口22。该排出部件还包括具有中心开口13的内护罩12，具有半径8和与气雾剂产生表面相隔距离26(见图9A)的三维物体4。冲击物体支承体10将三维物体支承在壳体内。
如附图中说明的那样，最好上述各元件之间的对齐应是间接的，即最好这样布置，使中心开口13和三维冲击物体外周之间没有直接的路径(如视线)到达开口22的直径。间接的路径迫使气雾剂颗粒跟随气流以便以药物传送装置排出。
图2A和B说明三维物体4和在接口出口处的开口22附近的壳体2内壁之间的环形间隙的应用。
气雾剂产生表面可以包括压电角状件，它在启动时雾化放在它表面上的物料。
三维物体可以是任何形状，包括圆柱形、半球形、平板形、联锁的格网(如图9A中表示的物品24)、圆柱排列等。在各图中表示的是半球形。关于联锁的圆柱形格网，可以采用下列材料PeCap聚酯格网7-265/47、7-440/40、7-855/55或其等价材料。
三维物体也可以包括多孔介质，如多孔塑料。选择多孔介质使其有合适的特性，以便为冲击它的表面的药剂气流建立预定的出口颗粒尺寸。
图示说明的支承部件10作为有联锁凸轮5的支承圈，用于与半球形冲击物体的相关部分联锁。这样的部分可以包括接纳凸轮的唇部或开口。与此相反，半球形物体包括被接口内的接纳部分接纳的联锁翼片。
尽管说明的本发明采用分离的支承部件、冲击造型和壳体，但本领域普通技术人员将很清楚，所有这三个物品可以制造成一件，使用如塑料注模的技术，这对本领域普通技术人员来说是熟悉的。
当病人通过装置吸入时，从一系列位于接口背面靠近气雾剂产生表面的入口15产生的气流被引向接口的出口22。但是，首先迫使气流通过在内护罩和接口内壁之间的一系列间隙11，形成分裂的气流。
一部分的气流A(图1-2)达到的速度和方向能将产生的雾化颗粒扫离气雾剂产生器表面，夹带它们进入定向的空气中。另一部分的气流B在夹带气雾剂的空气流和接口的内壁之间形成空气缓冲，从而使气雾剂颗粒不会在接口的内壁上聚结。
吹扫气雾剂产生器和保护内表面的两个空气流促进空气流和夹带的气雾剂混合并作为混合的空气流C朝接口的出口再定向。在气流C流出接口之前，它扫过三维和/或多孔的介质，使用于特定的治疗病人方法的雾化药物获得适当的目标效果。
应用三维的物体和多孔介质作为冲击或过滤点，以便限制在接口出口处夹带的气雾剂的数量和颗粒尺寸。当空气流流过和经过物体/多孔介质时，建立预定的颗粒尺寸以从装置流出。
气流也可以在吹扫雾化颗粒离开气雾剂产生器(气流A)和保护内表面(气流B)之间建立平衡。通过调节在内护罩和接口内壁之间的入口间隙11的距离可以做到这一点，这样允许调谐系统。
根据本发明的三维冲击元件的作用如下。保持要分配的流体的阀14定位在雾化器装置6附近。打开阀14将溶液分配在同时启动的角状件上。接着角状件雾化该溶液。在打开阀14将溶液分配在角状件上的同时，通过吸入装置的接口以后病人吸入和连续地吸入。周围的空气进入到定位在接口端部附近靠近气雾剂产生表面的多个入口15。得到的空气流分裂成两部分一部分导向气雾剂产生器(A)，而另一部分形成空气缓冲以保护接口的内壁(B)。气流的两部分在气雾剂产生器下游混合形成气流C。接着，迫使混合的气流越过三维物体4。
在使用多孔介质时可以使颗粒的尺寸满足特定目标的要求。这样的多孔介质可以包括PeCap聚酯7-200/44和Nitex尼龙3-20/14。
其余的图说明根据本发明的药物传送设备的各种不同效率的改进。特别是图10说明过滤效率对颗粒直径的关系；图11说明采用圆柱形格网作为冲击物体的排出部件的性能；图12说明采用有和没有内护罩的圆柱形格网的效果；图13说明内护罩离开气雾剂产生表面某一特定距离的效果。
图14是说明根据本发明的流量控制装置的效率对颗粒尺寸的关系的图表。
本领域普通技术人员在仔细阅读这个申请之后将很清楚这个发明其他的变化和修改。这个发明并不局限于此，除了如下述书所提出的那样。
权利要求
1.一种用于气流控制设备的排出部件，所述设备包括气雾剂产生表面和定位在其附近的物料分配部件，所述排出部件包括具有内壁的大致为圆形的壳体；定位在所述气流控制设备的所述气雾剂产生表面附近的第一端；用于从所述排出部件排出夹带物料的气流的开口；与周围空气连通的多个入口；和定位在所述内壁附近的内护罩，建立它们之间的间隙，所述护罩包括在所述气雾剂产生表面附近的中心开口。
2.根据权利要求1所述的排出部件，其特征在于，所述内护罩将由越过所述排出部件的所述开口加上一压力降而产生的气流分裂开，由于所述压力降，周围空气进入所述入口形成所述气流。
3.根据权利要求2所述的排出部件，其特征在于，所述分裂开的气流包括第一气流和第二气流，该第一气流有一速度和方向，用于从所述气雾剂产生表面夹带雾化的颗粒，该第二气流有一速度和方向，用于在所述第一气流和所述壳体的所述内壁之间形成一层空气。
4.根据权利要求3所述的排出部件，其特征在于，所述各气流在所述气雾剂产生表面的下游形成混合的气流。
5.根据权利要求4所述的排出部件，其还包括放置在所述混合气流的路径中的三维物体。
6.根据权利要求5所述的排出部件，其特征在于，所述三维物体包括圆柱形、圆形、椭圆体形、半球形、平板形、联锁的格网和圆柱排列中至少一个。
7.根据权利要求5所述的排出部件，其特征在于，所述三维物体包括支承在所述护罩内的冲击半球，所述半球有面向所述气雾剂产生表面的凸的侧面，其中所述第一夹带气流在通过所述开口排出之前冲击到所述半球上。
8.根据权利要求1所述的排出部件，其还包括放置在所述气流通过所述开口排出之前的所述第一夹带气流的路径内的多孔介质。
9.根据权利要求8所述的排出部件，其特征在于，所述多孔介质根据所述多孔介质的特性建立预定的颗粒尺寸，所述特性包括所述介质的厚度、所述介质的孔隙体积、所述介质的孔隙尺寸和所述介质的亲水/疏水的平衡中至少一个。
10.根据权利要求1所述的排出部件，其特征在于，在所述护罩和所述内壁之间的所述间隙是可调的。
11.根据权利要求1所述的排出部件，其特征在于，所述分配部件包括阀。
12.根据权利要求1所述的排出部件，其特征在于，所述雾化产生表面包括压电的角状件。
13.一种用于从气流控制设备的排出部件传送雾化物料的方法，所述方法包括如下各步将一定数量的物料排放到所述气流控制设备的气雾剂产生表面上，所述气雾剂产生表面定位在所述设备的所述排出部件的大致闭合的端部附近；通过所述气雾剂产生表面雾化所述物料；同时产生用于扫过所述气雾剂产生表面以便夹带所述雾化物料的第一气流和在所述第一气流与所述排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流；以及在所述气雾剂产生表面的下游混合所述第一和所述第二气流。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，由越过所述排出部件的一端上的开口加上一压力降来产生所述气流，所述排出部件的该端与所述大致闭合的端部相对。
15.根据权利要求13所述的方法，其还包括引导所述混合的气流对准三维元件的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，三维元件包括圆柱形、圆形、椭圆体形、半球形、平板形、联锁的格网和圆柱排列中的任何一个。
17.根据权利要求13所述的方法，其还包括引导所述混合的气流对准多孔介质的步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多孔介质根据所述多孔介质的特性建立预定的颗粒尺寸，所述特性包括所述介质的厚度、所述介质的孔隙体积、所述介质的孔隙尺寸和所述介质的亲水/疏水的平衡中至少一个。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述气雾剂产生表面包括压电的角状件。
20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述三维物体包括定位在所述排出部件内的护罩中支承的冲击半球，所述半球有面向所述气雾剂产生表面的凸的侧面，其中所述第四气流在通过所述开口排出之前冲击到所述半球上。
21.一种用于从药物传送装置的排出部件传送一剂量的雾化药剂的方法，所述方法包括如下各步将一剂量的药剂排放到所述药物传送装置的气雾剂产生表面上，所述气雾剂产生表面定位在所述设备的所述排出部件的大致闭合的端部附近；通过所述气雾剂产生表面雾化所述物料；同时产生用于扫过所述气雾剂产生表面以便夹带所述雾化药剂的第一气流和在所述第一气流与所述排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流；以及在所述气雾剂产生表面的下游混合所述第一和所述第二气流。
22.一种用于从气流控制设备的排出部件传送雾化物料的系统，所述设备包括气雾剂产生表面，所述系统包括用于排放一定量物料的排放装置；用于雾化物料的雾化装置，所述排放装置将所述物料排放在所述雾化装置附近；气流产生装置，用于同时产生用于扫过所述雾化装置以便夹带雾化物料的第一气流和在所述第一气流与所述排出部件的壁之间形成一层空气的第二气流；以及用于在所述气雾剂产生表面的下游混合所述第一和所述第二气流的混合装置。
全文摘要
迫使流体传送装置的排出部件(1)中的气流通过一系列的间隙以便获得分裂的气流。一个部分(A)有速度和方向,以便冲击气雾剂(6)的源,从而吹扫和夹带气雾剂离开气雾剂产生器使其进入到定向的空气中。应用另一个气流(B)保护内表面使气雾剂不会沉积。然后两个气流重新混合并吹扫过三维表面(4)或多孔介质,它们作为冲击或过滤点,用于确定在排出口夹带的气雾剂的数量和颗粒尺寸。
文档编号B05B17/00GK1373690SQ00812780
公开日2002年10月9日 申请日期2000年9月13日 优先权日1999年9月13日
发明者R·M·帕夫科夫, T·A·阿默, J·唐, N·莫森 申请人:谢德菲尔德药品公司