專利名稱：：一種用于產(chǎn)生細(xì)小的濃縮氣溶膠的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及下述方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備能夠通過使用剛性多孔材料來從液體產(chǎn)生超細(xì)小和濃縮的氣溶膠以用于多種應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)氣溶膠的存儲和便捷沖流(即，用于吸入)、液體載體裝置的快速替換和輸出噴射劑量的精確性。
背景技術(shù)：
：噴霧器技術(shù)的效率和功效取決于其產(chǎn)生氣溶膠液滴的能力，所述氣溶膠的特征在于所需參數(shù)(即，尺寸、濃度等)，因為這些參數(shù)對于霧化材料的性能(即，療效)具有直接影響。其他需要在于消除操作期間的產(chǎn)品損耗和允許使用的便利性。從現(xiàn)有的專業(yè)文獻(xiàn)得知有效的肺治愈療法需要一定劑量的由粒度為O.5至2微米的粒子構(gòu)成的藥物?，F(xiàn)有技術(shù)美國專利專利號專利日期Externallypressurizedporous4,743,407cylinderformultiplesurfaceaerosol1988年5月10日generationandmethodofgenerailon6530370Nebulizerapparatus2003年3月丨i日Disposablepackageforusein57182221998年2月17日aerosolizeddeliveryofdrugsAerosoi-ibrmirmporousmembrane6070575"2000年6月6日withcertainporestructureMethodanddeviceforcreating6230706aerosolwithporousmembranewith2001年5月15日certainporestructureDisposablepackagefor5497763intrapulmonarydeliveryof19963月丨2日aerosolizedfonnillations5855564Aerosolextrusioiimechanism1999年月5日Portable,handheld.pneumatic70138942006年3月21EIdrivenmedicinalnebulizerPositioninsensitivelowresistance53797601995年I月10日aspiratorMethodandapparatusfor68993222001年12月31日productionofdropletsAerosolmedicationinhalation75626562004年9月17日system3762409Nebulizer1970年11月3日D471626Nebulizer__2001年12月10日RE30046Nebulizer1979年7月17日5823179NebiiIizerApparatusandmethod1998年10月20日5570682Passiveaspiratorynebulizersystem19%年卜1月5日Nebulizeradaptersystemfoi56852911997年11月11日prematurebabies現(xiàn)有噴霧器氣動式噴霧器具有500微米和更大的孔口以及分離(提取)大液滴的其他裝置，因此獲得的氣溶膠具有通常小于10~7/CnT3的低濃度(濃度=液滴數(shù)量/體積)。這種低濃度會增加治療時間，以達(dá)到所需劑量的用途。另外，難以控制通過現(xiàn)有噴霧器獲得的劑量，即使最先進(jìn)的噴霧器中的一些配備氣溶膠供應(yīng)和呼吸節(jié)律之間的同步系統(tǒng)，但仍存在氣溶膠損耗并且?guī)缀醪豢赡鼙３謩┝烤_性。在現(xiàn)有噴霧器中，顯著量的霧化液體損耗在制備氣溶膠的過程中，原因在于從來都不能噴射成氣溶膠的“死”體積?，F(xiàn)有噴霧器的另一個缺點在于強制性的使用定位(如，豎直的)以允許適當(dāng)?shù)难b置操作并且控制劑量。有待考慮的另一個因素為在使用現(xiàn)有噴霧器時環(huán)境與氣溶膠(S卩，藥物)的接觸。當(dāng)患者使用掩模、遮蔽物或任何其他種類的分散器時，一直存在可危及環(huán)境的藥物泄漏的風(fēng)險。迄今為止，現(xiàn)有的超聲型噴霧器不允許噴射全部種類的液體，因為在其處理期間藥物吸收超聲能量和熱量，這會損害藥物并可使其變質(zhì)。這種噴霧器需要高速率地提供外部空氣以用于液體冷卻和沖流，從而產(chǎn)生相對低濃度的氣溶膠(盡管高于氣動式噴霧器)，但在最佳條件下不超過10~8/CnT3，因此，所需處理時間仍為較長的。所提出的技術(shù)解析了上文所述的問題并且克服了上文所遇到的缺點，同時提供了額外的優(yōu)點。發(fā)明概要所提出的技術(shù)旨在通過使用剛性多孔材料(I)(圖I)來產(chǎn)生超細(xì)小氣溶膠。由于多孔材料的特定參數(shù)而實現(xiàn)超細(xì)小的氣溶膠(O.3至I.I微米液滴尺寸的氣溶膠)，同時多孔材料充當(dāng)氣動式多噴嘴霧化系統(tǒng)。多孔介質(zhì)自身實際上為一體式系統(tǒng)，所述一體式系統(tǒng)由下述元件組成·用于噴射的液體(3)(位于多孔介質(zhì)的表面上和/或部分地吸附于其中)?！こ洚?dāng)噴嘴的大量小孔(2)(為亞微米尺寸)?！とΥ嬗诓缓后w的那些小孔中的氣體(4)。通過將壓降瞬間引至多孔介質(zhì)的厚度(例如當(dāng)介質(zhì)為“硬幣”形時，在“硬幣”的兩個平坦側(cè)面之間產(chǎn)生壓差)來執(zhí)行氣溶膠噴射。例如，當(dāng)多孔介質(zhì)(其包括上述液體和氣體)處于大氣壓中時，將明顯的壓降引至介質(zhì)的一個側(cè)面(如，比大氣壓低600至900毫巴，這取決于多孔介質(zhì)特性)(圖2b)。在此階段，由于壓差(介質(zhì)的兩個側(cè)面之間)而使得介質(zhì)充當(dāng)氣動式多噴嘴，由此發(fā)生霧化。實現(xiàn)氣動式多噴嘴霧化的原因為圈存于多孔介質(zhì)的內(nèi)部體積中的空氣(4)(圖I)自身沿真空方向釋放，由此使得小孔(2)(圖I)充當(dāng)噴嘴并從介質(zhì)向外噴射液體(3)(圖I)。然后在較低壓力的側(cè)面(霧化側(cè)面(102a)(圖2a))上獲得氣溶膠，且無需外部(霧化)氣體源。上文所述的減壓產(chǎn)生于腔室中，而多孔介質(zhì)為腔室的一部分。根據(jù)上述技術(shù)，可能獲得高濃度(10~9-10~11/(πΓ3)和更高濃度的細(xì)小氣溶膠。其中產(chǎn)生減壓(真空)的相同腔室也用于存儲氣溶膠(據(jù)此稱為“真空存儲器”)，直至氣溶膠需要使用時(即，吸入)，而腔室中的氣溶膠的穩(wěn)定性取決于其濃度。為了從真空存儲器中取出氣溶膠(103)(圖2c)，需要改變真空存儲器中的壓力。例如，對于吸入器而言，必須以如下方式產(chǎn)生大氣壓，所述方式將允許完整且無損耗地、定量且可重復(fù)地、無需與呼吸道任何同步地吸入所存儲氣溶膠。真空存儲器元件也可用作干燥腔室，這取決于存儲器腔室的體積與液滴數(shù)量之間的關(guān)系以及真空存儲器中的環(huán)境的全部參數(shù)(如，溫度、壓力等)。在這種情況下，可通過噴霧器獲得干燥的氣溶膠(如，為了干粒子吸入，這種噴霧器為無需加壓氣體而起作用的新型干粒子吸入器)。當(dāng)吸入空氣充當(dāng)干燥劑時，可通過吸入動作自身來產(chǎn)生額外的干燥過程。所述噴霧器具有下述優(yōu)點·該噴霧器可在任何環(huán)境下和任何位置進(jìn)行工作豎直、水平并且甚至在外部空間中?？赡転樽猿值?。多孔元件也可用作液體(S卩，藥物)在轉(zhuǎn)換成氣溶膠之前(可稱為“丸劑”)的存儲容器，通過如下方式使所述“丸劑”轉(zhuǎn)換成氣溶膠當(dāng)所述多孔元件利用確定量的液體進(jìn)行浸泡時或者作為另外一種選擇當(dāng)所述多孔元件通常為干燥的但覆蓋有與液體容器組合在一起的緩沖(干燥)層(不可傳輸液體)(與多孔介質(zhì)共同形成“三明治”狀裝置)時，所述液體容器具有在霧化作用之前執(zhí)行潤濕介質(zhì)的機構(gòu)(如，通過移除緩沖層)(在將“丸劑”插入到噴霧器內(nèi)之前或者通過噴霧器的內(nèi)部機構(gòu)之后)。當(dāng)被使用者隨身攜帶時(B卩，在霧化過程之前)，“丸劑”為氣密且無菌地密封和包裝的。“丸劑”被設(shè)計為與特定的噴霧劑裝置結(jié)合使用。可產(chǎn)生匹配或非匹配的組合以允許或否決某些使用組合。當(dāng)“丸劑”充當(dāng)用于承載液體(準(zhǔn)備在進(jìn)料到噴霧器裝置內(nèi)(即，用于吸入目的)的任何時候轉(zhuǎn)換成氣溶膠)的一般平臺時，充當(dāng)液體容器的“丸劑”可包含任何所需的液體制劑(如，藥物、食品補充劑、天然源等等)?！巴鑴笨蔀橐淮涡缘摹Ｆ浔辉O(shè)計為易于替換和釋放。附圖描述圖I描述了(I)-多孔材料；(2)-噴嘴(小孔)；(3)-用于噴射的液體，(4)-氣體。圖2a；2b;2c和3描述了不同階段的噴霧器(2a)-噴霧器處于產(chǎn)生氣溶膠之前的空閑位置；(2b)_噴霧器處于減壓制備和氣溶膠制備中；(2c)_吸入動作期間的噴霧器。具體實施例方式·包括真空存儲器(IOla)的外部結(jié)構(gòu)(101)。根據(jù)每種應(yīng)用所需的氣溶膠的體積來確定真空存儲器的尺寸。例如為了產(chǎn)生用于局部遞送至肺或通過肺進(jìn)行全身遞送的30mg醫(yī)用氣溶膠，需要30cc的體積?！ふ婵沾鎯ζ骶哂型ǖ?IOlb)，從多孔材料(102)接收的氣溶膠通過所述通道(IOlb)進(jìn)入真空存儲器(IOla)?！ねㄟ^旋轉(zhuǎn)蓋在外部封閉用于氣溶膠吸入的出口孔(103)。·可通過外部的真空泵(用于靜止用途)或通過噴霧器自身的內(nèi)部裝置(例如，借助由彈簧(105)移動的圓柱活塞(104))來產(chǎn)生減壓效果。在所述裝置的上側(cè)面上存在插入多孔介質(zhì)(102)的位置，所述多孔介質(zhì)(102)可為圓柱體、圓盤、杯等形狀，所述多孔介質(zhì)(102)如果通過蓋(106)固定或密封至所述裝置則被設(shè)計用于快速的打開/封閉并且具有連接至環(huán)境或真空存儲器(IOla)的管道(106b)。多孔介質(zhì)相對于所述裝置的位置可為位于其上側(cè)(如附圖所示)，但也可為位于所述裝置的對側(cè)(底側(cè))或任一側(cè)。根據(jù)每種所需應(yīng)用的所需氣溶膠特性來確定多孔材料(102)的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸。例如分散面積決定所獲得氣溶膠的量。圖2a示出了準(zhǔn)備用于產(chǎn)生氣凝膠的噴霧器·彈簧(105)被壓縮；·利用夾具(108)將活塞(104)捕獲在上部位置；·多孔介質(zhì)(102)插入到適當(dāng)位置并且通過蓋(106)進(jìn)行固定；·通過旋轉(zhuǎn)蓋(103)封閉用于氣溶膠的出口孔。圖2b示出了噴射噴霧器·活塞(104)處于較低位置；·真空存儲器(IOla)被氣溶膠填充。圖2c示出了準(zhǔn)備用于氣溶膠使用的噴霧器旋轉(zhuǎn)蓋(103)連接至環(huán)境。圖3示出了具有管(109)的噴霧器，所述管(109)將噴射階段中的空氣從真空存儲器(IOla)提供至管道(106b)以通過增加分散的空氣來增加氣溶膠容量。引入額外的分散空氣使得壓差增加。權(quán)利要求1.一種從液體產(chǎn)生超細(xì)小和高濃度的氣溶膠的方法，是通過將差值壓降(大氣-真空)瞬間引至其中部分地吸附液體的所述多孔介質(zhì)的厚度來執(zhí)行的，所述方法使所述多孔介質(zhì)的小孔充當(dāng)氣動式多噴嘴并且從所述介質(zhì)的低壓側(cè)立即產(chǎn)生氣溶膠且不需要外部(霧化)氣源，所述浸泡液體在噴射時產(chǎn)生氣溶膠形式(濕潤或干燥)(即，產(chǎn)品)的所需治療量，所述氣溶膠形式用于局部遞送(如，當(dāng)肺區(qū)為靶時)或者當(dāng)所述產(chǎn)品通過較深水平的肺到達(dá)血流時用于全身治療。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣溶膠產(chǎn)生的方法，需要引入可通過任何已知的真空產(chǎn)生方法(如，真空泵、活塞等)實現(xiàn)的差值壓降效果。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣溶膠產(chǎn)生的方法，需要制備充當(dāng)氣動式多噴嘴霧化系統(tǒng)的所述多孔介質(zhì)，所述氣動式多噴嘴霧化系統(tǒng)通過以所述小孔中的一些保持為不含液體的方式潤濕所述多孔介質(zhì)來實現(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中當(dāng)所述產(chǎn)生的氣溶膠保持在真空(稱為‘真空存儲器’)中時，將其隨后轉(zhuǎn)移至密封腔室以用于存儲，以便于稍后階段(即，吸入)的使用。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣溶膠產(chǎn)生的方法，其中所述真空存儲器也可用作干燥腔室。在這種情況下，通過所述噴霧器獲得干燥氣溶膠以用于無需加壓氣體而起作用的干燥粒子吸入。6.一種用于從液體產(chǎn)生濃縮的細(xì)小濕潤氣溶膠或濃縮的干燥氣溶膠的噴霧器設(shè)備，包括裝置，其含有真空存儲器，所述真空存儲器的尺寸是根據(jù)所需治療參數(shù)(干燥和濕潤氣溶膠、劑量等)來確定的，也用于所述氣溶膠在使用之前的穩(wěn)定存儲，而所述腔室中的氣溶膠穩(wěn)定性取決于其濃度和其他環(huán)境參數(shù)(諸如溫度、壓力等)。充當(dāng)氣動式多噴嘴霧化系統(tǒng)的剛性多孔材料，其包括a.位于所述多孔介質(zhì)的表面上和/或部分地吸附于其中的用于噴射的所述液體。b.充當(dāng)噴嘴的具有確定的亞微米尺寸的大量小孔。c.圈存于不含液體的那些小孔中的氣體。通道，從所述多孔材料接收的所述氣溶膠通過所述通道進(jìn)入所述真空存儲器。元件，其用于以任何已知的真空產(chǎn)生方法(如，通過活塞和彈簧、真空泵等)對其中部分地吸附液體的所述多孔介質(zhì)的厚度產(chǎn)生直接差值壓降。用于吸入的出口孔，其由蓋封閉。在所述裝置的任一側(cè)面上存在插入所述多孔介質(zhì)的位置，所述多孔介質(zhì)通過蓋固定或密封至所述裝置、被設(shè)計用于快速的打開-封閉并且具有連接至真空存儲器的環(huán)境的管道。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述多孔元件為可移動的，并且所述裝置具有允許快速進(jìn)料和替換所述多孔元件的機構(gòu)。這種可移動元件在用特定量的液體(即，藥物)進(jìn)行浸泡時被用作包含藥物的“丸劑”。所述“丸劑”由所述使用者攜帶并且通過其包裝保持為無菌的直至其準(zhǔn)備進(jìn)行使用(即，吸入)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其為圓柱體、圓盤、杯等形狀的多孔介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計和尺寸是根據(jù)每種特定用途的所需霧化參數(shù)來確定的。例如所述霧化面積確定獲得的氣溶膠的量。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其包括管，所述管從真空存儲器連接至蓋的管道以通過增加所述霧化階段的壓差來增加氣溶膠容量。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中位于真空存儲器中的空氣在所述真空產(chǎn)生階段傳送至所述多孔介質(zhì)的正壓側(cè)、并再次穿過所述多孔介質(zhì)并增加所述霧化能力、與所述氣溶膠一起進(jìn)入無菌方式下的所述真空存儲器并且使得所述真空存儲器中的壓力接近大氣壓。全文摘要本發(fā)明涉及下述方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備用于通過使用剛性多孔材料來從液體產(chǎn)生細(xì)小和濃縮的氣溶膠以用于多種應(yīng)用，氣溶膠的存儲和便捷沖流(即，用于吸入)、液體載體裝置的快速替換和輸出噴射劑量的精確性。文檔編號A61M11/00GK102740912SQ201180006333公開日2012年10月17日申請日期2011年1月12日優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日發(fā)明者A·薩迪考夫申請人:歐米伽生命科學(xué)公司