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一种用于产生细小的浓缩气溶胶的方法和设备制作方法

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    一种用于产生细小的浓缩气溶胶的方法和设备制作方法
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    本发明涉及下述方法和设备,所述方法和设备能够通过使用刚性多孔材料来从液体产生超细小和浓缩的气溶胶以用于多种应用,能够实现气溶胶的存储和便捷冲流(即,用于吸入)、液体载体装置的快速替换和输出喷射剂量的精确性
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专利名称::一种用于产生细小的浓缩气溶胶的方法和设备的制作方法:喷雾器技术的效率和功效取决于其产生气溶胶液滴的能力,所述气溶胶的特征在于所需参数(即,尺寸、浓度等),因为这些参数对于雾化材料的性能(即,疗效)具有直接影响。其他需要在于消除操作期间的产品损耗和允许使用的便利性。从现有的专业文献得知有效的肺治愈疗法需要一定剂量的由粒度为O.5至2微米的粒子构成的药物。现有技术美国专利专利号专利日期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现有喷雾器气动式喷雾器具有500微米和更大的孔口以及分离(提取)大液滴的其他装置,因此获得的气溶胶具有通常小于10~7/CnT3的低浓度(浓度=液滴数量/体积)。这种低浓度会增加治疗时间,以达到所需剂量的用途。另外,难以控制通过现有喷雾器获得的剂量,即使最先进的喷雾器中的一些配备气溶胶供应和呼吸节律之间的同步系统,但仍存在气溶胶损耗并且几乎不可能保持剂量精确性。在现有喷雾器中,显著量的雾化液体损耗在制备气溶胶的过程中,原因在于从来都不能喷射成气溶胶的“死”体积。现有喷雾器的另一个缺点在于强制性的使用定位(如,竖直的)以允许适当的装置操作并且控制剂量。有待考虑的另一个因素为在使用现有喷雾器时环境与气溶胶(S卩,药物)的接触。当患者使用掩模、遮蔽物或任何其他种类的分散器时,一直存在可危及环境的药物泄漏的风险。迄今为止,现有的超声型喷雾器不允许喷射全部种类的液体,因为在其处理期间药物吸收超声能量和热量,这会损害药物并可使其变质。这种喷雾器需要高速率地提供外部空气以用于液体冷却和冲流,从而产生相对低浓度的气溶胶(尽管高于气动式喷雾器),但在最佳条件下不超过10~8/CnT3,因此,所需处理时间仍为较长的。所提出的技术解析了上文所述的问题并且克服了上文所遇到的缺点,同时提供了额外的优点。发明概要所提出的技术旨在通过使用刚性多孔材料(I)(图I)来产生超细小气溶胶。由于多孔材料的特定参数而实现超细小的气溶胶(O.3至I.I微米液滴尺寸的气溶胶),同时多孔材料充当气动式多喷嘴雾化系统。多孔介质自身实际上为一体式系统,所述一体式系统由下述元件组成·用于喷射的液体(3)(位于多孔介质的表面上和/或部分地吸附于其中)。·充当喷嘴的大量小孔(2)(为亚微米尺寸)。·圈存于不含液体的那些小孔中的气体(4)。通过将压降瞬间引至多孔介质的厚度(例如当介质为“硬币”形时,在“硬币”的两个平坦侧面之间产生压差)来执行气溶胶喷射。例如,当多孔介质(其包括上述液体和气体)处于大气压中时,将明显的压降引至介质的一个侧面(如,比大气压低600至900毫巴,这取决于多孔介质特性)(图2b)。在此阶段,由于压差(介质的两个侧面之间)而使得介质充当气动式多喷嘴,由此发生雾化。实现气动式多喷嘴雾化的原因为圈存于多孔介质的内部体积中的空气(4)(图I)自身沿真空方向释放,由此使得小孔(2)(图I)充当喷嘴并从介质向外喷射液体(3)(图I)。然后在较低压力的侧面(雾化侧面(102a)(图2a))上获得气溶胶,且无需外部(雾化)气体源。上文所述的减压产生于腔室中,而多孔介质为腔室的一部分。根据上述技术,可能获得高浓度(10~9-10~11/(πΓ3)和更高浓度的细小气溶胶。其中产生减压(真空)的相同腔室也用于存储气溶胶(据此称为“真空存储器”),直至气溶胶需要使用时(即,吸入),而腔室中的气溶胶的稳定性取决于其浓度。为了从真空存储器中取出气溶胶(103)(图2c),需要改变真空存储器中的压力。例如,对于吸入器而言,必须以如下方式产生大气压,所述方式将允许完整且无损耗地、定量且可重复地、无需与呼吸道任何同步地吸入所存储气溶胶。真空存储器元件也可用作干燥腔室,这取决于存储器腔室的体积与液滴数量之间的关系以及真空存储器中的环境的全部参数(如,温度、压力等)。在这种情况下,可通过喷雾器获得干燥的气溶胶(如,为了干粒子吸入,这种喷雾器为无需加压气体而起作用的新型干粒子吸入器)。当吸入空气充当干燥剂时,可通过吸入动作自身来产生额外的干燥过程。所述喷雾器具有下述优点·该喷雾器可在任何环境下和任何位置进行工作竖直、水平并且甚至在外部空间中。可能为自持的。多孔元件也可用作液体(S卩,药物)在转换成气溶胶之前(可称为“丸剂”)的存储容器,通过如下方式使所述“丸剂”转换成气溶胶当所述多孔元件利用确定量的液体进行浸泡时或者作为另外一种选择当所述多孔元件通常为干燥的但覆盖有与液体容器组合在一起的缓冲(干燥)层(不可传输液体)(与多孔介质共同形成“三明治”状装置)时,所述液体容器具有在雾化作用之前执行润湿介质的机构(如,通过移除缓冲层)(在将“丸剂”插入到喷雾器内之前或者通过喷雾器的内部机构之后)。当被使用者随身携带时(B卩,在雾化过程之前),“丸剂”为气密且无菌地密封和包装的。“丸剂”被设计为与特定的喷雾剂装置结合使用。可产生匹配或非匹配的组合以允许或否决某些使用组合。当“丸剂”充当用于承载液体(准备在进料到喷雾器装置内(即,用于吸入目的)的任何时候转换成气溶胶)的一般平台时,充当液体容器的“丸剂”可包含任何所需的液体制剂(如,药物、食品补充剂、天然源等等)。“丸剂”可为一次性的。其被设计为易于替换和释放。附图描述图I描述了(I)-多孔材料;(2)-喷嘴(小孔);(3)-用于喷射的液体,(4)-气体。图2a;2b;2c和3描述了不同阶段的喷雾器(2a)-喷雾器处于产生气溶胶之前的空闲位置;(2b)_喷雾器处于减压制备和气溶胶制备中;(2c)_吸入动作期间的喷雾器。具体实施例方式·包括真空存储器(IOla)的外部结构(101)。根据每种应用所需的气溶胶的体积来确定真空存储器的尺寸。例如为了产生用于局部递送至肺或通过肺进行全身递送的30mg医用气溶胶,需要30cc的体积。·真空存储器具有通道(IOlb),从多孔材料(102)接收的气溶胶通过所述通道(IOlb)进入真空存储器(IOla)。·通过旋转盖在外部封闭用于气溶胶吸入的出口孔(103)。·可通过外部的真空泵(用于静止用途)或通过喷雾器自身的内部装置(例如,借助由弹簧(105)移动的圆柱活塞(104))来产生减压效果。在所述装置的上侧面上存在插入多孔介质(102)的位置,所述多孔介质(102)可为圆柱体、圆盘、杯等形状,所述多孔介质(102)如果通过盖(106)固定或密封至所述装置则被设计用于快速的打开/封闭并且具有连接至环境或真空存储器(IOla)的管道(106b)。多孔介质相对于所述装置的位置可为位于其上侧(如附图所示),但也可为位于所述装置的对侧(底侧)或任一侧。根据每种所需应用的所需气溶胶特性来确定多孔材料(102)的材料、结构和尺寸。例如分散面积决定所获得气溶胶的量。图2a示出了准备用于产生气凝胶的喷雾器·弹簧(105)被压缩;·利用夹具(108)将活塞(104)捕获在上部位置;·多孔介质(102)插入到适当位置并且通过盖(106)进行固定;·通过旋转盖(103)封闭用于气溶胶的出口孔。图2b示出了喷射喷雾器·活塞(104)处于较低位置;·真空存储器(IOla)被气溶胶填充。图2c示出了准备用于气溶胶使用的喷雾器旋转盖(103)连接至环境。图3示出了具有管(109)的喷雾器,所述管(109)将喷射阶段中的空气从真空存储器(IOla)提供至管道(106b)以通过增加分散的空气来增加气溶胶容量。引入额外的分散空气使得压差增加。权利要求1.一种从液体产生超细小和高浓度的气溶胶的方法,是通过将差值压降(大气-真空)瞬间引至其中部分地吸附液体的所述多孔介质的厚度来执行的,所述方法使所述多孔介质的小孔充当气动式多喷嘴并且从所述介质的低压侧立即产生气溶胶且不需要外部(雾化)气源,所述浸泡液体在喷射时产生气溶胶形式(湿润或干燥)(即,产品)的所需治疗量,所述气溶胶形式用于局部递送(如,当肺区为靶时)或者当所述产品通过较深水平的肺到达血流时用于全身治疗。2.根据权利要求I所述的气溶胶产生的方法,需要引入可通过任何已知的真空产生方法(如,真空泵、活塞等)实现的差值压降效果。3.根据权利要求I所述的气溶胶产生的方法,需要制备充当气动式多喷嘴雾化系统的所述多孔介质,所述气动式多喷嘴雾化系统通过以所述小孔中的一些保持为不含液体的方式润湿所述多孔介质来实现。4.根据权利要求I所述的方法,其中当所述产生的气溶胶保持在真空(称为‘真空存储器’)中时,将其随后转移至密封腔室以用于存储,以便于稍后阶段(即,吸入)的使用。5.根据权利要求4所述的气溶胶产生的方法,其中所述真空存储器也可用作干燥腔室。在这种情况下,通过所述喷雾器获得干燥气溶胶以用于无需加压气体而起作用的干燥粒子吸入。6.一种用于从液体产生浓缩的细小湿润气溶胶或浓缩的干燥气溶胶的喷雾器设备,包括装置,其含有真空存储器,所述真空存储器的尺寸是根据所需治疗参数(干燥和湿润气溶胶、剂量等)来确定的,也用于所述气溶胶在使用之前的稳定存储,而所述腔室中的气溶胶稳定性取决于其浓度和其他环境参数(诸如温度、压力等)。充当气动式多喷嘴雾化系统的刚性多孔材料,其包括a.位于所述多孔介质的表面上和/或部分地吸附于其中的用于喷射的所述液体。b.充当喷嘴的具有确定的亚微米尺寸的大量小孔。c.圈存于不含液体的那些小孔中的气体。通道,从所述多孔材料接收的所述气溶胶通过所述通道进入所述真空存储器。元件,其用于以任何已知的真空产生方法(如,通过活塞和弹簧、真空泵等)对其中部分地吸附液体的所述多孔介质的厚度产生直接差值压降。用于吸入的出口孔,其由盖封闭。在所述装置的任一侧面上存在插入所述多孔介质的位置,所述多孔介质通过盖固定或密封至所述装置、被设计用于快速的打开-封闭并且具有连接至真空存储器的环境的管道。7.根据权利要求6所述的设备,其中所述多孔元件为可移动的,并且所述装置具有允许快速进料和替换所述多孔元件的机构。这种可移动元件在用特定量的液体(即,药物)进行浸泡时被用作包含药物的“丸剂”。所述“丸剂”由所述使用者携带并且通过其包装保持为无菌的直至其准备进行使用(即,吸入)。8.根据权利要求7所述的设备,其为圆柱体、圆盘、杯等形状的多孔介质,其结构、材料、设计和尺寸是根据每种特定用途的所需雾化参数来确定的。例如所述雾化面积确定获得的气溶胶的量。9.根据权利要求6所述的设备,其包括管,所述管从真空存储器连接至盖的管道以通过增加所述雾化阶段的压差来增加气溶胶容量。10.根据权利要求6所述的设备,其中位于真空存储器中的空气在所述真空产生阶段传送至所述多孔介质的正压侧、并再次穿过所述多孔介质并增加所述雾化能力、与所述气溶胶一起进入无菌方式下的所述真空存储器并且使得所述真空存储器中的压力接近大气压。全文摘要本发明涉及下述方法和设备,所述方法和设备用于通过使用刚性多孔材料来从液体产生细小和浓缩的气溶胶以用于多种应用,气溶胶的存储和便捷冲流(即,用于吸入)、液体载体装置的快速替换和输出喷射剂量的精确性。文档编号A61M11/00GK102740912SQ201180006333公开日2012年10月17日申请日期2011年1月12日优先权日2010年1月12日发明者A·萨迪考夫申请人:欧米伽生命科学公司
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