专利名称:用于促进止血和/或伤口愈合的方法本发明涉及用于促进止血和/或伤口愈合的改良装置和用于制造所述装置的改良方法。WO 2003/004072公开了一种米用气泡喷射式印刷头(bubblejet printing head)涂布医疗器械诸如支架的方法。涂层可包含药学活性化合物并可例如是具有悬浮药物或非 促凝剂的聚合物的形式。Xu 等(Biomaterials Vol. 27, 2006, ρ· 3580-3588)公开了使用交替墨喷式印刷ΝΤ2细胞和纤维蛋白凝胶(由纤维蛋白原和凝血酶的交替印刷形成)来产生由神经细胞层组成的三维细胞结构。US 6,361,551和US 6,454,787都涉及将溶液或粉末形式的凝血酶沉积于止血装置上的方法,止血装置诸如包含胶原的海绵。该沉积凝血酶的方法包括将粉末形式的凝血酶喷射在止血装置上或用凝血酶溶液涂布装置接着通过冷冻干燥或通过传统方法干燥该发明的装置。US 4,752,466涉及凝血酶气雾剂。凝血酶以干粉形式从阀驱动的含加压推进剂的喷雾剂容器输送。该凝血酶已经从也包含凝血酶相容性合成聚合物的水溶液中冻干。US 6,472,162和US 7,056,722都涉及无颗粒的凝血酶溶液。颗粒已经通过过滤除去,以便允许将该凝血酶溶液用作喷雾剂。US 6,461,325涉及用于输送纤维蛋白和在表面上形成纤维蛋白的装置。该装置输送体积量的第一和第二生物化学活性的液体,包括用于分别地将第一和第二生物化学活性的液体喷雾成气雾剂的喷嘴。第一或第二生物化学活性的液体可包含凝血酶。US 6,113,948涉及可溶性微粒,其包含自由流动形式的凝血酶或纤维蛋白原。该微粒可以被混合,以产生用作纤维蛋白粘合剂的干粉,该纤维蛋白粘合剂只在伤口位置活化。该微粒通过喷雾干燥产生。US 2003/0175419涉及一种通过至少两种生物墨溶液制备仿生支架的方法。生物墨溶液可以分别或同时沉积。一种生物墨(其是结构性的)可包括凝血酶,并且喷墨技术可以用来沉积该仿生支架的生物墨。生物墨的另一形式可包括明胶。US 6,416,739公开了用于治疗用途的包含凝血酶的微胶囊。US 6,649,162涉及基于胶原和凝血酶的止血海绵和用于产生这样的海绵的方法以及包含所述海绵的伤口覆盖物。凝血酶均匀分布于海绵中。WO 2009/109963公开了基于胶原和凝血酶的医疗装置以及使用“滚轴装置”施用过程产生此种装置的方法。现有技术尚未充分地解决提供改善的基质材料这一问题,诸如海绵,其包含药物组合物,该药物组合物包含一种或多种药剂或生物活性剂诸如凝血酶;其中所述组合物最初是流体或液体形式并通过超声喷雾技术被施加于所述基质材料表面上,从而在一个实施方案中获得所述流体或液体组合物的基本上均一的分布。
一方面,本发明涉及以包含一种或多种生物活性剂的药物组合物包被基质或者基质表面的方法,所述方法包括使用超声喷雾技术。在一个实施方案中,方法包括下列步骤a)提供基质材料,和b)使用超声喷雾技术将药物组合物施用于所述基质材料表面上,和任选的c)将包被的基质干燥。一方面,本发明涉及使用上述方法包被的装置。 一方面,本发明涉及根据上述方法制造的装置用于促进需要伤口愈合和/或止血的个体伤口愈合和/或止血的用途。一方面,本发明涉及多组分试剂盒,其包含使用如上所述的方法包被的装置并且还包含至少一种另外的成分。在一个实施方案中,多组分试剂盒包含容器,例如用于所述装置的无菌储存和/或制备的容器。容器可用于在使用之前将液体添加至基质材料。一方面,本发明涉及包含表面和大量开放和互连单元的基质材料,其中所述基质的表面包含使用超声喷雾技术施用在该基质材料的所述表面上的药物组合物,该药物组合物包含一种或多种生物活性剂,诸如凝血酶。本发明进一步涉及基质材料,其包含药物组合物诸如凝血酶,其中通过超声喷雾技术施用在所述基质材料的表面上。本发明进一步涉及包含如上所述的基质材料和药物组合物的装置。本发明也涉及多组分试剂盒,其包含如上所述的装置和至少一种另外的成分。在一个实施方案中,该多组分试剂盒包含容器,例如用于所述装置的无菌储存和/或制备的容器。容器可用于在使用之前将液体添加至基质材料。在另一个方面,本发明涉及制造如上所述装置的方法,包括下列步骤1)提供基质材料和2)通过超声喷雾技术将流体或液体形式的药物组合物施用在所述基质材料的表面上,所述药物组合物包含一种或多种生物活性剂。在又一方面,本发明涉及使用如上所述的装置或多组分试剂盒来促进需要伤口愈合和/或止血的个体伤口愈合和/或止血。本发明另一方面涉及制造包含药物组合物的基质材料的方法,药物组合物包含一种或多种剂或生物活性剂,其沉积在所述基质材料可接近外表面上,所述方法包括步骤i)提供基质材料,ii)提供超声喷雾技术装置,其包括a. 一个超声喷嘴,和一个储器,所述储器包含含有溶解形式或悬浮形式的一种或多种剂或生物活性剂的药物组合物,其中所述药物组合物是流体或液体形式,或b. 一个超声喷嘴,和一个或多个储器,所述每一个储器包含含有溶解形式或悬浮形式的一种或多种剂或生物活性剂的一种或多种药物组合物,其中所述药物组合物是流体或液体形式,或c. 一个或多个超声喷嘴,和一个储器,所述储器包含含有溶解形式或悬浮形式的一种或多种剂或生物活性剂的一种或多种药物组合物,其中所述药物组合物是流体或液体形式,或d. 一个或多个超声喷嘴,和一个或多个储器,所述每一个储器包含含有溶解形式或悬浮形式的一种或多种剂或生物活性剂的一种或多种药物组合物,其中所述药物组合物是流体或液体形式,所述一个或多个储器连接于脱气装置并可操作地与所述一个或多个超声喷嘴连接,以便包含一种或多种剂或生物活性剂的流体或液体组合物可以从所述储器转移到所述一个或多个超声喷嘴, iii)驱动一个或多个超声喷嘴并将包含一种或多种剂或生物活性剂的流体或液体组合物的一个或多个小滴从各喷嘴转移到所述基质材料的可接近的外表面的预定的位置,其中,优选地,流体或液体组合物的各小滴包含小于约100纳升的一定体积的液体,诸如小于约80纳升,例如小于60纳升,诸如小于约40纳升,例如小于约20纳升,诸如小于约10纳升,例如小于约I纳升,诸如小于约O. 8纳升,例如小于约O. 6纳升,诸如小于约O. 4纳升,例如小于约O. 2纳升,诸如小于约O. I纳升,例如小于约O. 08纳升,诸如小于约O. 06纳升,例如小于约O. 04纳升,诸如小于约O. 02纳升,例如小于约O. 015纳升,诸如小于约O. 010纳升,例如小于约O. 005纳升,诸如小于约O. 004纳升,例如小于约O. 002纳升,诸如小于约O. 001纳升,其中,优选地,在驱动喷嘴头和启动包含一种或多种溶解了的生物活性剂的液体组合物的所述小滴(多个)从喷嘴头到给定的预定位置转移时,从各喷嘴头至受碰撞的预定位置的距离对于流体或液体组合物的各小滴是基本上类似的,并且优选是小于约4毫米,诸如小于约3. 5毫米,例如小于约3毫米,诸如小于约2. 5毫米,例如小于约2毫米,诸如小于约I. 5毫米,例如小于约I. 2毫米,诸如小于约I. O毫米,例如小于约O. 8毫米,诸如小于约O. 6毫米,例如小于约O. 4毫米,诸如小于约O. 2毫米,例如小于约O. I毫米,其中,在一个实施方案中,包含一种或多种溶解的剂或生物活性剂的组合物的各小滴的液体部分在碰撞基质材料的可接近的外表面时基本上蒸发,其中所述蒸发至少由小滴的液体动能决定,包括小滴的液体温度、基质材料的温度和其中小滴和基质材料的碰撞发生的环境的温度,其中,所述方法任选包括干燥步骤,其中,优选地,所述基质材料的可接近的外表面在用包含一种或多种溶解的剂或生物活性剂的组合物小滴碰撞之前和之后具有基本上相同的理化性质,所述理化性质包括大小、吸收水分的能力、可压缩性、摩擦和动力学粘度。喷嘴装置可包括两个喷嘴并且超声喷雾方法可包括连续两轮通过超声喷雾技术将组合物施用于基质/海绵上。一种或多种生物活性剂可以是凝血酶或与纤维蛋白原组合的凝血酶,或者与因子XIII组合的凝血酶和纤维蛋白原,或者与氨甲环酸组合的凝血酶和纤维蛋白原和因子XIII。 一种或多种剂或生物活性剂可以包含在相同的流体或液体组合物中,所述流体或液体组合物包含于相同储器并从包括一个或多个超声喷嘴的同一个喷嘴装置中喷射出,或者一种或多种生物活性剂可以包含于单独的流体或液体组合物中,所述流体或液体组合物包含于单独的储器,并且每一种不同的剂从各包括一个或多个超声喷嘴的单独的喷嘴装置喷射出。还提供了喷雾装置,其包括a) —个或多个喷嘴装置,各喷嘴装置包括一个或多个超声喷嘴,和b) —个或多个储器,各储器包括流体或液体组合物,所述流体或液体组合物包含溶解形式的一种或多种生物活性剂,诸如生物活性剂及其在上文引用的组合,其中所述储器连接于脱气装置并可操作地与所述一个或多个喷嘴装置连接,以便包含一种或多种溶解的生物活性剂的液体组合物可以从所述储器转移到所述一个或多个喷嘴装置并经所述喷嘴装置的超声喷嘴驱动从所述喷嘴装置以预定量的小滴释放。在一个实施方案中,各包含一种或多种剂或生物活性剂的两种或更多种流体或液 体组合物可以施用在所述基质材料的表面上相同或不同的位置。最初以流体或液体形式的两种或更多种药物组合物可以各包含一种或多种生物活性剂,所述生物活性剂可以是凝血酶或与纤维蛋白原组合的凝血酶,或者与因子XIII组合的凝血酶和纤维蛋白原,或者与氨甲环酸组合的凝血酶和纤维蛋白原和因子XIII。应理解,通过超声喷雾技术施用在基质材料表面上可包括施用在基质材料的任一侧的表面上。因此,基质材料的全部或一些面可以被包被。在一个实施方案中基质材料是包含六(6)个面的立方体,其中一个或多个面被包被,诸如I个面,例如2个面,诸如3个面,例如4个面,诸如5个面,例如6个面。在一个实施方案中,待包被的一个或多个面或表面具有的表面积范围从5cm2至150cm2,诸如从5cm2至IOcm2,例如从IOcm2至15cm2,诸如从15cm2至20cm2,例如从20cm2至25cm2诸如从25cm2至30cm2,例如从30cm2至35cm2诸如从35cm2至40cm2,例如从40cm2至45cm2诸如从45cm2至50cm2,例如从50cm2至55cm2诸如从55cm2至60cm2,例如从60cm2至65cm2诸如从65cm2至70cm2,例如从70cm2至75cm2诸如从75cm2至80cm2,例如从80cm2至85cm2诸如从85cm2至90cm2,例如从90cm2至95cm2诸如从95cm2至IOOcm2,例如从IOOcm2至 105cm2,诸如从 105cm2 至 IlOcm2,例如从 IlOcm2 至 115cm2,诸如从 115cm2 至 120cm2,例如从120cm2至125cm2,诸如从125cm2至130cm2,例如从130cm2至135cm2,诸如从135cm2至140cm2,例如从 140cm2 至 145cm2,诸如从 145cm2 至 150cm2。在优选的实施方案,待包被的一种或多个面或表面具有7cm2、50cm2或IOOcm2的表面积。在进一步的方面中,提供了包含凝血酶、或与纤维蛋白原组合的凝血酶、或与因子XIII组合的凝血酶和纤维蛋白原、或与氨甲环酸组合的凝血酶和纤维蛋白原和因子XIII,其中所述组合物进一步包含粘度调节剂和任选地进一步包含表面活性剂,其中所述组合物优选具有至少4cps的动力学粘度(测量为厘泊,cps),诸如至少6cps,例如至少8cps,诸如至少IOcps,例如至少12cps,并优先小于IOOcps,诸如小于80cps,例如小于60cps,例如小于40cps,诸如小于20cps,例如小于15cps。在进一步的实施方案中,提供了包含凝血酶、或与纤维蛋白原组合的凝血酶、或与因子XIII组合的凝血酶和纤维蛋白原、与氨甲环酸组合的凝血酶和纤维蛋白原和因子XIII的组合物,其中所述组合物优选进一步包含粘性调节剂和任选地进一步包含表面活性齐U,其中所述组合物优选具有O. 020-0. 050N/m之间的表面张力;例如O. 020-0. 022N/m,诸如 O. 022-0. 024N/m,例如 O. 024-0. 026N/m,诸如 O. 026-0. 028N/m,例如 O. 028-0. 030N/m,诸如 O. 030-0. 032N/m,例如 O. 032-0. 034N/m,诸如 O. 034-0. 036N/m,例如 O. 036-0. 038N/m,诸如 O. 038-0. 040N/m,例如 O. 040-0. 042N/m,诸如 O. 042-0. 044N/m,例如 O. 044-0. 046N/m,诸如 O. 046-0. 048N/m,例如 O. 048-0. 050N/m。另一个方面,本发明涉及包含表面和大量开放和互连单元的基质材料,其中所述基质的至少部分表面通过超声喷雾技术在全部或者在其离散位置上以凝血酶包被。在一个实施方案中,在基质上的药物组合物通过施用下列范围内的凝血酶而制成从 O. 5IU/cm2 至 50IU/cm2,诸如从 O. 5IU/cm2 至 IIU/cm2,例如从 IIU/cm2 至 2IU/cm2,诸如从2IU/cm2至3IU/cm2,例如从3IU/cm2至4IU/cm2,诸如从4IU/cm2至5IU/cm2,例如从5IU/cm2 至 6IU/cm2,诸如从 6IU/cm2 至 7IU/cm2,例如从 7IU/cm2 至 8IU/cm2,诸如从 8IU/cm2至 9IU/cm2,例如从 9IU/cm2 至 IOIU/cm2,诸如从 IOIU/cm2 至 11 IU/cm2,例如从 11 IU/cm2 至·12IU/cm2,诸如从 12IU/cm2 至 13IU/cm2,例如从 13IU/cm2 至 14IU/cm2,诸如从 14IU/cm2 至15IU/cm2,例如从 15IU/cm2 至 16IU/cm2,诸如从 16IU/cm2 至 17IU/cm2,例如从 17IU/cm2 至18IU/cm2,诸如从 18IU/cm2 至 19IU/cm2,例如从 19IU/cm2 至 20IU/cm2,诸如从 20IU/cm2 至21 IU/cm2,例如从 21 IU/cm2 至 22IU/cm2,诸如从 22IU/cm2 至 23IU/cm2,例如从 23IU/cm2 至24IU/cm2,诸如从 24IU/cm2 至 25IU/cm2,例如从 25IU/cm2 至 26IU/cm2,诸如从 26IU/cm2 至27IU/cm2,例如从 27IU/cm2 至 28IU/cm2,诸如从 28IU/cm2 至 30IU/cm2,例如从 30IU/cm2 至32IU/cm2,诸如从 32IU/cm2 至 34IU/cm2,例如从 34IU/cm2 至 36IU/cm2,诸如从 36IU/cm2 至38IU/cm2,例如从 38IU/cm2 至 40IU/cm2,诸如从 40IU/cm2 至 42IU/cm2,例如从 42IU/cm2 至44IU/cm2,诸如从 44IU/cm2 至 46IU/cm2,例如从 46IU/cm2 至 48IU/cm2,诸如从 48IU/cm2 至50IU/cm2。在一个优选实施方案中,通过超声喷雾技术施用在基质上的凝血酶的量为下列范围0. 5 IU/cm2 至 50 IU/cm2,诸如 I IU/cm2,例如 2 IU/cm2,诸如 3 IU/cm2,例如 4IU/cm2,诸如5IU/cm2,例如 6IU/cm2,诸如 7IU/cm2,例如 8IU/cm2,诸如 9IU/cm2,例如 10IU/cm2,诸如 12IU/cm2,例如 14IU/cm2,诸如 16IU/cm2,例如 18IU/cm2,诸如 20IU/cm2,例如 22IU/cm2,诸如 24IU/cm2,例如 26IU/cm2,诸如 28IU/cm2,例如 30IU/cm2,诸如 32IU/cm2,例如 34IU/cm2,诸如 36IU/cm2,例如 38IU/cm2,诸如 40IU/cm2,例如 42IU/cm2,诸如 44IU/cm2,例如 46IU/cm2,诸如 48IU/cm2,例如 50IU/cm2。用于一种或多种干施用的通过超声喷雾技术以相对低剂量凝血酶包被的基质已经显示出令人惊讶的止血效应。基质材料在根据本发明的容器中的储存提供无菌的环境,并且在容器中基质的制备可包括向容器添加适当量的任何药学上可接受的液体以充分地润湿基质。所述容器提供了一种更容易向基质添加适合和预定量的液体的装置,从而基质不会排出过量液体,减少药物组合物从基质分离进入过量液体的潜在劣势,而且润湿的基质材料当未过于润湿时易于处理和应用于伤口或流血位置。容器很稳定,由此简化了制备的产物在不平表面上的储存。当使用包被的基质时待开展的基本过程步骤包括 保持包被的基质为无菌的直到立即使用之前, 打开包含包被基质的容器, 任选地向基质施用水分,所述水分优选是无菌的并且优选被盐化并且优选pH被稳定至生理水平, 任选地揉捏水化的包被基质,以例如去除气泡, 将浸湿或非浸湿的包被基质直接置于出血源之上或者上面,和 施用辅助人工压迫直到实现止血。例如与印刷技术相比,根据本发明的超声喷雾技术具有数个有点。第一,使用印刷技术向海绵上施用例如凝血酶溶液常常导致印刷装置堵塞,即印刷喷嘴堵塞。当使用超声喷雾技术将凝血酶溶液施用至基质例如海绵上时没有观察到堵塞。将包含凝血酶的溶液印刷的另一个障碍是,凝血酶在用于印刷的溶液中表现出稳定性低。超声喷雾技术在选择施用至基质上的凝血酶溶液组合物方面具有灵活性。因此,当使用超声喷雾技术用于包被时,可以选择凝血酶在其中稳定的溶液用于施用于海绵或另外的基质上。与用于印刷的溶液不同,超声喷雾溶液没有必要包含一种或多种赋形剂。超声喷雾技术的另一个优点是,用于超声喷雾的装置容易维修和清洁。定义IU :在药理学中,国际单位或IU是基于测量的生物活性或效应测量物质的量的单位。一个IU的精确定义在物质之间不同,并且对于每一种物质由国际协议确定。在不同的物质之中不等价;例如,一个IU的维生素E与一个IU的维生素A不包含相同的毫克数。为定义物质的IU,世界卫生组织生物标准化委员会(the Committee on BiologicalStandardization of the World HealthOrganization)提供该物质的参考制品,独断地设定包含在该制品的IU数,并指定生物学方法来比较该物质的其它制品和该参考制品。设定该标准的目标是具有相同生物学效应的不同制品将包含相同数量的IU。人凝血酶活性以采用纤维蛋白原作为底物、通过比较为现WHO国际标准而获得的国际单位(IU)加以表不。现WHO国际标准称为WHO 2nd InternationalStandard forThrombin 01/580 (WHO 凝血酶 01/580 第二国际标准)(在美国USFDA/CBER ThrombinStandard Lot K),并通过该定义包含110IU。脱气装置是用于减少包含在储器中的液体中积累的气体的任何装置或构造。“止血”是指使出血停止的生理过程的术语。其由多个步骤组成,包括I)血管收缩以尽量减小血管腔直径并且延缓出血,2)血小板聚集,3)凝固以及4)纤维蛋白溶解,从而降解血凝块。止血剂在本文与术语血栓形成剂、血栓剂和促凝剂互换使用。止血剂是诱导凝血或止血的剂。术语“凝血级联”或“血液凝固级联”是继发性止血的一部分,并且是指其中血液和血管组分通过顺序地酶促激活凝血因子,最终导致包含纤维蛋白凝胶和血小板的固体血凝块形成而对刺激发生反应的多步骤过程。“血管收缩”是血管的狭窄,其源于血管肌肉壁的收缩。当血管收缩时,血液的流动受到限制或减缓。导致血管收缩的因子被称为血管收缩剂,也成为血管升压药或简称为升压药。血管收缩主要是胞内钙(Ca2+)浓度增加的结果。然而,产生增加的胞内钙浓度的具体机理取决于血管收缩剂。在任何情况下,这种钙引起平滑肌收缩,从而导致血管收缩。“血栓形成”是指形成血栓,且“血栓”是血凝块,S卩,止血的血液凝固级联的最终步骤。在损伤的情况下血栓是生理性的,但在血栓形成从而在未受损伤的血管中发生的情况下其是病理性的。当物体(栓子,多个栓子)从机体的一个部位移行(通过循环)并且导致机体另一部位中的血管阻塞(闭塞)时发生“栓塞”。“剂”是引起反应,有代表性的物理或化学反应的基本上任何物质、药物、化合物、物质的组合物。“生物活性剂”是提供一些可在体内或体外证明的经常是有益的药理学作用的任何药剂、药物、化合物、物质的组合物或混合物。如本文所使用,该术语进一步包括在个体中 产生局部或全身作用的任何生理学或药理学活性物质。生物活性剂的进一步实例包括,但不限于,包括寡糖或由其组成的药剂,包括多糖或由其组成的药剂,包括任选地糖基化的肽或由其组成的药剂,包括任选地糖基化的多肽或由其组成的药剂,包括寡核苷酸或由其组成的药剂,包括多核苷酸或由其组成的药剂,包括脂质或由其组成的药剂,包括脂肪酸或由其组成的药剂,包括脂肪酸酯或由其组成的药剂和包括次级代谢产物或由其组成的药剂。它可以预防性地、治疗性地、与在个体诸如人或任何其它动物的治疗方面一起加以应用。如本文所使用,术语“药物(drug或medicament)”或“生物活性物/剂”(S卩,生物学活性物/剂)包括在人或动物体中局部或全身地起作用的生物学、生理学、或药理学活性物。如本文所使用的术语“治疗(treating或treatment) ”和“疗法(therapy) ”同等地指治愈性治疗、预防性治疗或预防治疗和改善性治疗。该术语包括可在临床上建立的获得有益或所需生理学结果的方式。为本发明的目的,有益的或所需的临床结果包括,但不限于,症状的减轻,病变范围的减小,稳定(即,不恶化)状态,延缓或减慢状况/症状的进展或恶化,状况或症状的改善或减轻,以及缓解(部分或全部),不管可检测到或检测不到。如本文所使用,术语“减轻”和其变化形式,是指与不施用本发明的组合物相比,生理状况或症状的程度和/或不合乎需要的表现被减少和/或进展的时程被减慢或延长。如果通过构成术语“治疗”的定义的标准测量,被治疗状况有变化,则表现“治疗效应”或“治疗性效应”。如果存在至少5%改善,优选地10%改善,更优选地至少25%改善,甚至更优选地至少50%改善,诸如至少75%,且最优选地至少100%改善,则被治疗状况有“变化”。所述变化可基于个体中被治疗状况的严重性改善,或基于使用或不使用生物活性剂或生物活性剂结合本发明的药物组合物治疗的个体的群体中状况改善的频率的差异。“生物活性剂”的“药理学有效量”、“药学有效量”或“生理学有效量”是当施用如本文所述的药物组合物时需要在待治疗的个体的血流中或作用部位(例如,肺,胃系统,结直肠系统,前列腺等)处提供所需水平的活性剂以得到预期的生理学响应的所述药物组合物中存在的活性剂的量。准确的用量将取决于许多因素,例如,活性剂,组合物的活性,采用的递送装置,组合物的物理性质,预期的患者应用(即,每天施用的剂量次数),患者考虑等,并且可容易地由本领域普通技术人员基于本文提供的信息来确定。生物活性剂的“有效量”可在一次给药中施用,或通过总计为有效量的量的多次给药来施用,优选地在24小时的时间内。其可使用用于确定给药的适当的量和时机的标准临床方法来确定。要理解,就卫生保健治疗专家和/或个人而言“有效量”可以是经验性和/或个体化(个例)确定的结果。如本文所使用,术语“增强”和“改善”有益效果,及其变化形式是指生物活性剂相对于安慰剂的治疗效应,或增加通常当施用不含本发明的生物活性剂获得的现有技术医学治疗的治疗效应。当由于施用(多种)生物活性剂而使获得的治疗效应的强度和/或程度加速和/或增加时,表现“治疗效应的增加”。其还包括治疗益处的持续时间延长。在当药物组合物与本发明提供的(多种)生物活性剂共同施用时与缺少该生物活性剂时该药物组合物的较高给药量相比,需要较少量的该药物组合物以获得相同的益处和/或效应的时候,也可表现“治疗效应的增加”。增强效应优选地,但非必需的,产生对急性症状的治疗,对于该急性症状单独的药物组合物在治疗上无效或不太有效。当本发明的生物活性剂与药物组合物共同施用时,与单独施用该药物组合物相比,当存在治疗效应的至少5%增加,诸如治疗效应的至少10%增加时达到增强作用。优选地,所述增加为至少25%,更优选地至少50 %,甚至更优选地至少75 %,最优选地至少100 %。 如本文所使用,(多种)生物活性剂,或生物活性剂和现有技术药物的“共同使用”或“共同给药”是指在特定时间周期内施用一种或多种本发明的生物活性剂,或施用本发明的一种或多种生物活性剂和现有技术药物组合物。所述时间周期优选地小于72小时,诸如48小时,例如小于24小时,诸如小于12小时,例如小于6小时,诸如小于3小时。然而,这些术语还指生物活性剂和治疗性组合物可在一起施用。术语“个体”指脊椎动物,特别是哺乳动物物种的成员,并且包括,但不限于家畜,诸如牛,马,猪,羊,紹,狗,猫,小鼠,豚鼠,兔,大鼠;体育动物,诸如马,多种矮马(polyponies),狗,骆骑,以及灵长类,包括人。如在本发明中所使用,术语“多组分试剂盒”提供根据本发明的基质材料(诸如通过超声喷雾技术以凝血酶包被的基质材料)和至少一种另外的成分。在一个实施方案中,所述另外的成分可以是如本文详述的容器。因此,在一个实施方案中,该试剂盒包括基质材料的使用说明。术语“伤口”是指切伤、切口、擦伤、撕裂伤、截肢术、热、电离辐射、紫外线(包括日光)、电或化学物质诱导的烧伤以及其它损伤诸如溃疡、压疮和褥疮。“二度创伤(partial thickness wound) ”是指包括I-III级的创伤;二度创伤的实例包括烧伤、压疮、静脉淤滞溃疡和糖尿病性溃疡。“深度创伤”旨在包括III级和IV级创伤。本发明涉及治疗所有创伤类型,包括深度创伤和慢性伤口。“慢性伤口 ”是指在30天内未愈合的伤口。“藻酸盐(酯)”是指分别与(1-4)-连接的β -D-甘露糖醛酸酯(M)和其C-5差向异构体a-L-古罗糖醛酸酯(G)残基的均聚嵌段以不同的顺序或嵌段共价连接在一起的线性共聚物。“水胶体”是指胶体系统,其中胶体形成成分被分散在水中,但未交联。胶体系统为其中两种物质彼此散布的系统或混合物。水胶体具有散布在水中的胶体颗粒,并且根据用水量的不同可以采取不同状态,例如凝胶样稠度或溶胶(液体)。水胶体可以为不可逆的(单线态)或可逆的。实例包括角叉菜胶、明胶和果胶。
“伤口愈合促进剂”是能够促进伤口愈合过程的任何剂。 “促进伤口愈合”和“加速伤口愈合”和类似的短语是指诱导伤口收缩的肉芽组织形成和/或诱导上皮形成(即在上皮中产生新细胞)。通过减小的伤口面积,伤口愈合得以方便地确定。“水凝胶”是水不溶性的聚合物链的网络,有时发现为其中水是分散介质的胶态凝胶。水凝胶是超吸收性的(它们可以包含99%以上的水)天然或合成聚合物。水凝胶也具有非常类似于天然组织的挠度,原因在于它们的显著含水量。“聚合物(polymer) ”是由具有大分子量的分子组成的物质,所述分子由通过共价化学键连接的重复结构单元或单体组成。该词源自于希腊语,polu表示“许多”;而meros表示“部分”。聚合物的众所周知的实例包括塑料、DNA和蛋白质。简单的实例是聚丙烯。而术语“聚合物”在通俗用法中表示“塑料”,聚合物包括一大类的具有各种特性和目的的天 然和合成材料。天然聚合物材料包括虫胶、琥珀和纤维素,纤维素是木材和纸的主要成分。“生物聚合物”主要有三类多糖、多肽(蛋白质)和多核苷酸。杂聚物或共聚物是来源于两种(或更多种)单体种类的聚合物,这与其中只使用一种单体的均聚物相反。“多糖”是相对复杂的碳水化合物。它们是由许多通过糖苷键连接在一起的单糖组成的聚合物。它们因此是非常大的、经常支化的大分子。它们往往是无定形的、不溶于水并且没有甜味。当多糖中的全部单糖都属于相同类型时,多糖被称为同多糖,但是当存在大于一个类型的单糖时,它们被称为杂多糖。实例包括贮存多糖诸如淀粉和糖原,以及结构多糖诸如纤维素和壳多糖。多糖具有通式Cn(H2O)lri,其中η通常是在200和2500之间的大数。考虑到这点,聚合物骨架中的重复单位通常是六碳单糖,该通式也可以表示为(C6HltlO5)n,其中 η = {40. . .3000}。“肽”是通过α-氨基酸以明确的顺序连接而形成的短聚合物。在一个氨基酸残基和下一个氨基酸残基之间的连接被称为酰胺键或肽键。蛋白质是“多肽分子”(或由多肽亚基组成)。区别是肽是短的,而多肽/蛋白质是长的。“交联”是将一个聚合物链连接到另一个的键。它们可以是共价键或离子键。“聚合物链”可以指合成聚合物或天然聚合物(诸如蛋白质)。当该术语“交联”用于合成聚合物科学领域时,它通常是指利用交联来促使聚合物的物理特性间的差异。当“交联”用于生物学环境时,它可以指其用作将蛋白质连接在一起以检验蛋白质相互作用的探针以及其它创造性的交联方法。“滴”或“小滴”是小体积的液体或流体,其完全地或几乎完全地由自由液面限界。一滴的体积不被很好地限定这取决于用于产生该滴的装置和技术以及取决于流体的物理特性。根据本发明的小滴在大小方面已经在别处限定(皮升到纳升范围)。根据本发明的“表面”是指基质材料的外层或外部,其是可包被的部分并且因此不包括该材料的内部和难接近的部分。可接近的是指对于根据本发明的包被技术可接近的-即通过超声喷雾技术包被的。在这样的情形下,表面可以是材料的外部几毫米,并且可以是不平的或多孔的。在一种情形中,表面可以是一维的。根据本发明,“包被”是指流体或液体组合物沉积在基质材料的表面上,其中小滴(多个)形式的流体或液体组合物与目标基质材料的表面接触,并且小滴的溶剂或液体组分接下来蒸发,将固体或干燥组合物留在包被的基质材料的表面上。流体或液体组合物的小体积和溶剂或液体组分的快速蒸发意味着基质材料基本上不发生膨胀。根据本发明的“超声喷雾技术”指使用这样的技术,即采用高频(“超声”即高于人听觉范围的频率,即高于20kHz)机械振动将溶液或悬浮液喷雾。在喷雾之后,所述悬浮液从喷雾表面(或雾化表面)释放并引导向打算使用溶液或悬浮液包被的目标或表面上。根据本发明,超声喷雾技术采用分成一个或多个喷嘴装置的一个或多个超声喷嘴。“无菌储存”是指用来储存基质材料的室、容器或箱将促成基本上无传染性微生物的微环境至少达到满足基质材料的预期用途的程度。为获得无菌,无菌的基质材料可以或者在无菌条件下包装,或者基质材料可以包封在包装内并接着通过本领域已知的方法例如照射进行灭菌。如本文所使用,药物组合物是包含一种或多种剂或生物活性剂的组合物,或固体或干燥形式(在通过超声喷雾技术施用和蒸发之后)或流体或液体形式(在通过超声喷雾技术施用之前和期间)。 流体或液体组合物是流体或液体形式的药物组合物,用于通过超声喷雾技术施用在基质材料的表面上。固体组合物是最初为流体或液体形式、已经通过超声喷雾技术施用在基质材料的表面上并且其中包含一种或多种溶解的剂或生物活性剂的流体或液体组合物的每一小滴的液体部分或溶剂成分已经在冲击基质材料的表面时基本上蒸发的药物组合物。厘泊,cps是动力学粘度的度量并且以SI单位定义如下lcps = 10_3Pa · s =O. Olkg · πΓ1 · s—1。
图IA图解了超声喷嘴并且图IB图解了喷雾类型的非限定性实例。图2Α和2Β图解了分别不含有和含有基质材料的容器。内部托盘的底部被标注为(I),侧壁被标注为(2),侧壁上的标记被标注为(3),内部托盘凹口被标注为(4),基底被标注为(5),柄被标注为(6),盖部的密封面被标注为(7),而盖部被标注为(8)。图3Α和3Β图解了包含基质材料的容器。内部托盘的底部被标注为(I),侧壁被标注为(2),侧壁上的标记被标注为(3),基底被标注为(5),柄被标注为¢),盖部的密封面被标注为(7),而盖部被标注为(8)。图4图解了基质材料的优选容器,称为TeacuplOO。内部托盘的底部被标注为(1),侧壁被标注为(2),侧壁上的标记被标注为(3),内部托盘凹口被标注为(4),基底被标注为
(5),柄被标注为(6)。基底的长度(200.4mm)和宽度(130.35mm)被示出。图5图解了基质材料的优选容器,称为Teacup50。内部托盘的底部被标注为(I),侧壁被标注为(2),侧壁上的标记被标注为(3),内部托盘凹口被标注为(4),基底被标注为
(5),柄被标注为(6)。基底的长度(137.3mm)和宽度(130.35mm)被示出。图6图解了基质材料的优选容器,称为Teacupl2-7。内部托盘的底部被标注为(I),侧壁被标注为(2),侧壁上的标记被标注为(3),内部托盘凹口被标注为(4),基底被标注为(5),柄被标注为(6)。基底的长度(97. 4mm)和宽度(130. 35mm)被示出。图7图解了各包含至少一种剂或生物活性剂的两种不同的流体或液体组合物(组合物A和组合物B)的包被,其中对于每种组合物,包被发生在基质材料表面上的不同的位置上。流体或液体组合物A和B可包含当包含在相同流体或液体组合物中时不相容的剂或生物活性剂,并且超声喷雾技术允许所述不相容的剂或生物活性剂分别地但是彼此非常接近地(例如,在交替位置上)施用在基质材料的表面上。图7A从侧视解了两种不同的流体或液体组合物的包被;图7B是已经在基质材料的表面上以交替的位置通过超声喷雾技术用组合物A和B包被的基质材料的俯视图。图8是本发明工作流程的示意图,其中采用超声喷雾技术以药物组合物包被一批基质。或者手动或者自动将基质加载在负载区I的传送机构上。通过传送机构,基质被传送到喷雾室,在其中通过指定喷嘴装置的超声喷嘴将它们喷雾包被。在喷雾包被之后,基质经过任选的传送区和负载区2被传送至烤箱中干燥。包被的基质在烤箱中干燥并传送到缓冲区。在短暂和任选的冷却阶段之后,包被的基质包装进入特定制作的托盘中,然后包装入招袋中O图9是喷嘴装置的侧视图,所述喷嘴装置位于传送待包被的基质的传送机构上方的喷雾室中。喷雾从各个喷嘴水平喷出,然后通过在喷雾转向器中产生并发射出的空气射流重新定向,导致扇状喷雾定向垂直向下。移动方向在传送机构下方指出。 图10是沿传送机构移动方向的喷雾室的正面图。其图解了喷嘴装置如何包含产生不相交但重叠的喷雾雾流的一个以上喷嘴(在此处为2个)。为了确保向暴露的基质表面以均匀密度喷雾,将喷嘴进行配置产生稍微重叠的各个喷雾雾流(*)并产生比是实际基质宽度宽少许的组合喷雾(**)。图11是可以更换药物组合物储器而同时完全避免气泡进入向超声喷嘴进料的管系统内的系统实例。对于供应线最初段(R)采用大直径(1/4”)软橡胶管。当将空储器袋换成满储器袋时,立即在橡胶管和储器袋之间的连接点下面夹住软橡胶管(P=夹点,C =储器袋和液体给料系统之间的连接)。当满的储器袋已经与橡胶管安全连接时,留在在橡胶管中在夹点上方的、来自目前移出的先前储器袋的空气和残存流体被向上挤回到新储器袋中。图12图解使用超声喷雾技术将药物组合物施用到基质材料表面上,其中技术包括两轮施用。在第一轮施用中,喷嘴I和喷嘴2分别位于喷嘴装置上的位置A和C。在第二轮施用中,喷嘴I和喷嘴2分别位于喷嘴装置上的位置B和D。
通过超声喷雾技术将组合物施用在装置表面上,不涉及一个或多个喷嘴和装置表面之间的直接接触。轺声啼雾抟术在一个方面中,本发明涉及通过超声喷雾技术将一种或多种药物组合物,例如包含凝血酶的药物组合物施用在用于促进止血和/或伤口愈合的装置上的方法。超声喷雾技术包括根据本发明使用超声喷嘴系统在装置上施用薄膜包被。与其它包被技术例如印刷或喷雾相比,根据本发明的使用喷嘴系统将装置包被的优势包括极大地减少过喷,节省原材料、水和能量使用,改善工艺和转移效率,更大的均匀性和减少排放。超声喷雾系统使用高频声振动并且喷嘴将液体雾化形成微米尺寸小滴的软喷雾。
啼嘴抟术在一个实施方案中,本发明涉及使用无压超声雾化喷嘴。区别无压超声雾化喷嘴与大多数其它喷嘴的一个特征是软的低速喷雾,有代表性地在每秒3-5英寸数量级。其它使用压力以产生喷雾的常用喷雾技术通常以超过超声喷雾所产生速度100倍以上的速度产生小滴。该速度差异意味着压力喷雾以比超声雾化喷雾大10,000倍动能的级别产生喷雾。在喷雾能量中的这种惊人对比具有重要的实用涵义。 在包被施用中,非压力的低速喷雾显著减少过喷雾的量,因为小滴倾向于停留在基质上,而不是溅到基质外。这转化为相当大的材料节省和向环境排放的降低。 喷雾可通过在辅助气流中拖动低速移动喷雾而被精确控制和成型。使用专门类型的喷雾成型设备可以产生小至O. 070英寸宽至大至1-2英尺宽的喷雾型式。通过超声喷雾技术的连续轮次施用在一个实施方案中,本发明包括通过连续轮次超声喷雾将组合物施用在基质材料表面上。因此,可以使用超过I轮的通过超声喷雾技术的施用,例如2,3,4,5,6,7,8,9,10或超过10轮连续施用可以用于施用组合物于基质材料表面上。在下一轮施用之前,一个或多个喷嘴的位置移动和/或基质/海绵的位置移动。因此,在第一轮中施用在基质/海绵上的组合物的位置与第二轮和/或更多轮中不同。然而,在不同轮施用中被组合物覆盖的基质材料区域可以有一些程度重叠,诸如小于50%,例如小于40%,诸如小于30%,例如小于20%,诸如小于10%,例如小于5%,诸如小于1%ο在一个实施方案中,喷嘴装置包括I个以上喷嘴,例如2,3,4,5,6,7,8,9,10或10个以上喷嘴。在一个特定实施方案中,喷嘴装置包括2个喷嘴并且超声喷雾方法包括通过超声喷雾技术连续两轮向基质/海绵上施用组合物。图12图解使用超声喷雾技术将药物组合物施用到基质材料表面上,其中技术包括两轮施用。在第一轮施用中,喷嘴I和喷嘴2分别位于位置A和C。在第二轮施用中,移动喷嘴装置使喷嘴I和喷嘴2分别占据位置B和D。在特别的实施方案中,调节第一个喷嘴和/或第二个喷嘴和/或更多个喷嘴的位置以减少组合物溢出/浪费-即喷雾到基质材料外面的组合物的量最小化/降低。在一个优选的实施方案中,第一个喷嘴和/或第二个喷嘴和/或更多个喷嘴位置的调节导致溢出/浪费小于组合物的10 %,诸如小于5 %,例如小于4 %,诸如小于3 %,例如小于2 %,诸如小于1%,例如小于O. 5%或者诸如小于O. 1%。使用一轮以上施用和喷嘴移位的好处包括增加组合物在基质材料表面上的均匀性和/或减少组合物的溢出-即喷雾在基质材料外面的组合物的量减少。超低流速能力由于超声雾化过程不依赖于压力,所以通过喷嘴每单位时间雾化的液体的量主要通过所使用的与喷嘴相连的液体递送系统控制。在一个实施方案中,在发明中使用的超声喷嘴的流速范围低至每秒数微升。取决于所采用的特定喷嘴和液体递送系统类型,技术能够提供非常大范围的流速/喷雾可能性。采用的液体递送系统可以选自一种或多种齿轮泵,一种或多种注射泵,一种或多种加压储器,一种或多种蠕动泵,和一种或多种重力自流进料。 小滴尺寸范闱诜择件通常,通过超声雾化产生的小滴具有相对窄的尺寸分布。在一个实施方案中,中位数小滴尺寸范围为18-68微米(μ m),这取决于特定类型喷嘴的工作频率。例如,对于中位数小滴尺寸直径大约40微米的喷嘴,99. 9%的小滴直径在5-200微米范围内。超声雾化称为超声雾化的现象起源于19世纪晚期的声物理学,特别是无处不在的LordKelvin场所中。简言之,当液体膜置于设置成振动运动的光滑表面上使得振动方向与表面垂直时,液体吸收一些振动能量,将其转化成为驻波。称作表面张力波的这些波在表面上的液体中形成直角格网图,具有如在显微照片中所示的在两个方向上向左延伸的规律交替的波峰和波谷。当振动的幅度增加时,波幅相应增加;即波峰变得更高而波谷变得更低。最终达到了临界波幅,此时表面张力波高度超过了维持其稳定性所需的波幅。结果导致波崩溃并且液体的微小小滴从退化的波法线顶部喷射至雾化表面。超声喷嘴如其名称所暗示,超声喷嘴采用听觉范围之外的那些高频声波。在一个实施方案中,盘形陶瓷压电换能器将电能转变成机械能。换能器接收来自发电机的高频信号形式的电输入并将其转变成相同频率的振动运动。两个钛圆筒放大运动并在雾化表面增加振动振幅。将喷嘴如此构建以致于压电晶体的激发沿着喷嘴长度产生横向驻波。来自于位于大直径喷嘴体内的晶体的超声能量作为驻波经历阶梯跃变和放大,因为其与喷嘴长度交叉。在一个实施方案中将喷嘴如此设计(如图IA所示),以致于波节面位于晶体之间。对于有效雾化的能量,雾化表面(喷嘴尖)必须位于振动振幅最大的波腹处。为了实现这种情况,喷嘴的长度必须是半波长的倍数。由于波长依赖于工作频率,所以喷嘴尺寸由频率控制。通常,高频喷嘴更小,产生更小的小滴,并且因此比在更低频率下运行的喷嘴具有更小的最大流量。在一个实施方案中喷嘴体由钛制造,因为钛具有良好的声学特性,高抗拉强度,和极佳的耐腐蚀性。在一个实施方案中,通过行程为喷嘴长度的大的非闭合给料管引入到雾化表面的液体吸收一些振动能量,在表面上的液体中建立波动。对于液体雾化,雾化表面的振动振幅必须小心控制。在所谓的临界振幅之下,能量不足以产生雾化小滴。如果振幅极其高,则液体完全碎裂,并且大的液体“块”喷射出,这是一种叫做空化的情况。产生喷嘴特有的细、低速雾的理想振幅仅在输入功率的窄带内。精细控制输入能量是超声雾化喷嘴与其它超声装置例如焊机、乳化器和超声清洗器的区别所在;这些其它装置依赖于具有数百至数千瓦级别输入功率的空化。在一个实施方案中,对于超声雾化的功率水平通常低于15瓦。功率通过调节电源上的输出水平控制。由于雾化机制仅依赖于被引入到雾化表面上的液体,所以液体雾化的速度仅依赖于液体递送至表面的速率。因此,每一个超声喷嘴具有固有的宽的流速范围。理论上,“调节”比(可能的最大与最小流速之比)是无限的。在一个实施方案中,由于设计约束的结果,该比率限于大约5 I。 轺声啼嘴如何工作每一个超声喷嘴在特定的共振频率下运行,共振频率主要由喷嘴长度确定。在一个实施方案中,如在图IA中生产喷嘴横断面观所示,设计生产喷嘴。有几个特征值得注意。在保护锆酸铅/钛酸铅压电换能器、电极和连接导线免受外部污染的密封罩内包含电有源元件。化学不渗透性O-环保证了密封完整性。罩在大多数应用中提供了用于固定喷嘴的方便位置,因为罩是喷嘴中不发生超声的部分。对于涉及真空腔或另一种类型化学反应腔的界面的应用,罩可安装有完整部分的固定法兰或者可以制成完整部分的固定法兰,固定法兰与反应器上已有的口栓接。前变幅杆和后变幅杆均可由极高强度钛合金(Ti-6A1_4V)制造。该合金还表现出特别抗化学侵蚀。罩可由不锈钢制成。电连接件可以是由不锈钢制成的密封的SMA连接件。钛变幅杆与罩前部和后部之间的ο-密封圈可以是Kalrez (商标Dupont)。前罩与后罩之间的ο-密封圈可以是Viton (商标Dupont)。具有喷嘴长度的液体给料管可以是完整部分的钛前变幅杆。因此,液体仅与喷嘴内的钛接触。在一个实施方案中,喷嘴配备有不锈钢压缩配件,其安装在与适宜聚合物管道系统配接的液体给料管的后部。在图IA中所示喷嘴的特征在于圆锥形的雾化表面。其目的是展开喷雾。一些应用中需要极窄的喷雾。在那些情况下,雾化表面被塑成扁平或者几乎扁平表面。取决于喷雾模式的宽度需求和需要的流速,雾化表面可以具有非常小的直径或者延长的扁平部分。非限定性的可能性如图IB中所示。输入功率范围在一个实施方案中,雾化过程被限制在相对窄的输入功率范围内。低于临界功率水平时,能量不足以产生雾化。在一个实施方案中,正常进行雾化的功率范围被限制于窄的区域内,高于临界功率水平大约1-2瓦。所需要的精确的功率大小依赖于数个因素。这些因素包括a)喷嘴类型,b)液体特性(例如粘度,固体含量)和c)流速。由于每一喷嘴类型具有其特定的几何学和其他因素,所以对于同样的液体一般将具有不同的临界功率水平。例如,设计成以相当大流速递送广范围模式喷雾的圆锥形雾化表面的48kHz临界功率水平的喷嘴,在将水雾化时输入功率通常在3. 5-4瓦左右。在相同频率下运行但被设计成微流运行(非常小的雾化表面)的另一喷嘴,在将水雾化时仅需要2瓦。
被雾化的液体类型非常大地影响最低功率水平。更加粘稠的液体或者具有高固体含量的液体通常增加最低功率需求。例如,如果被雾化的液体是20%固体含量的基于异丙醇的材料,则在上一段所述具有圆锥形雾化表面48kHz喷嘴会需要至少8瓦的输入功率。流速还起着决定最小功率水平的作用。对于给定喷嘴,流速越高,所需要的功率会越高,因为喷嘴在较高流速时运行更难。温度限制超声喷嘴中包含有源元件的压电换能器受限于最大运行温度。限制的特征在于居里点,居里点定义为由于材料的永久极化丢失而导致压电特性消失时的温度。对于在超声喷嘴中使用的锆钛酸铅换能器,居里点恰好高于300°C。然而,这并不意味着换能器可以在接近该限制的任何温度下运行,因为随着运行温度的增加,压电性能的降低是逐渐降低,而不是突然降低。实际上限为大约150°C。不存在温度下限。
已经开发出用于空气冷却或气体冷却的方法,其允许在某些情况下喷嘴可以在提高的温度下运行。在热方程中必须包括的另一因素是喷嘴自身产生一些热。对于在高功率和100%工作循环下运行的喷嘴可以经历30°C的温度升高。小滴大小和分布超声产生的喷雾中小滴大小可以通过喷嘴振动频率,和/或表面张力和/或被喷雾液体的密度控制。然而,频率常常是主要的因素。在一个实施方案中中位数小滴大小与频率的2/3次方成反比。因此,频率越高,中位数小滴大小越小。在一个实施方案中,来自超声喷嘴的小滴大小分布符合对数正态分布曲线。简言之,该分布具有熟悉的钟形但是是在对数标度上。多种参数可以用于表征特定小滴分布的平均小滴大小和中位数小滴大小。数量中位数直径定义为小滴大小中50%的点,即喷雾中一半数量的小滴具有大于该数值的直径,而另一半具有小于该数值的直径。数量平均直径和重量平均直径是平均直径。数量平均直径通过将喷雾样品中每一小滴的直径相加并且将该总和除于样品中小滴数量得到。重量平均直径通过将喷雾样品中每一小滴的体积相加(体积与直径的立方成正比),将该总数开立方,并且最后除以小滴数量得到。Sauter平均直径是主要在燃烧应用中的专门的参数。其测量小滴体积与表面积的有效比。流谏范围在一个实施方案中,本发明涉及数微升/min的流速。特定喷嘴的流速范围至少由三个因素控制 口大小 雾化表面积籲液体特性。液体越难以雾化,则对于特定喷嘴其最大流速越低。口大小在决定最大和最小流速中起着主要的作用。最大流速与液体喷射到雾化表面时液体流速度有关。雾化过程依赖于喷散至该表面上并产生表面张力波的液体流。在低的流速度下,表面力足够强以“吸引”液体,并且导致液体附在表面上。随着流的速度增加,达到临街速度,此时表面力被流的动能克服,使流变得完全脱离表面。在一个实施方案中,临界速度为约13英寸/秒。例如,对于具有O. 100英寸口直径的喷嘴,这将转化成大约I. 7加仑每小时(ml/秒)的最大流速。理论上,对于任何口大小不存在流速下限,因为过程不依赖于压力。然而,实际上,确实存在下限。随着流速降低,达到了这样一种情况,速度变得如此之低以致于液体以不均匀的四周方式射到雾化表面上,使得雾化模式变形。在一些应用中,当稳定的喷雾模式不重要时,这种变形是可忍受的。在其它应用中,当模式完整性至关重要时,低速流变形不可接受。在这种情况下,作为一个实际问题,在一个实施方案中来自给定大小喷嘴口的流的最小速度为最大速度的大约20%。可利用的雾化表面积的量是影响给定喷嘴可用最大流速的最终因素。给定大小的雾化表面明显地限制其可以支持多少液体并仍然产生表面张力波所需要的膜。如果“堆积”在表面上的量非常大,其超过了表面承受液体膜的能力。
在一个实施方案中,最大的可承受流速不仅依赖于可用的雾化表面积(realestate)的量,而且还依赖于喷嘴的运行频率。较低频率的喷嘴常常比具有相同雾化表面积的较高频率喷嘴支持更大的流速。总之,有三个因素决定给定喷嘴的最大流速。然而,在每一种情况中,这些因素中仅有一个因素会设定限制。如果我们面对的是难以雾化的材料,例如,有可能最大流速不会依赖于口大小,也不会依赖于可用的表面积,而是仅仅依赖于液体的雾化能力。同样,如果喷嘴具有其能力超过可用雾化表面积能力的口,则表面积变成限制因素。限制因素当中的这种相互影响在确定对于给定应用的喷嘴中起着重要的作用。与不同液体的相容性液体的物理性质在任何雾化过程最终成功中起着核心作用。因素例如液体的粘性、固体含量、成分互溶性、和特殊的流变行为可影响结果。压力喷嘴,不管是液压的还是气动的,一般来说不适合于有磨蚀作用或倾向于快速固化的材料。此外,通常需要以高压运行此类喷嘴,这会产生过喷雾,结果造成材料损失。超声喷嘴甚至更加“挑剔”。尽管它们提供许多潜在的好处,例如软的低速度喷雾,微流能力,广泛的喷雾成型能力,和完全防止堵塞,而技术的本性呈现出对能够成功雾化的液体类型的限制。不幸的是,不存在使用超声波学控制液体雾化能力的严格规则。我们遇到过这样的情况,即表面上看来容易雾化的液体却不容易雾化;相反,我们也面临过这样的情况,即我们感觉不可能超声雾化,但是液体却非常完美地雾化。适用于大多数材料的唯一的准则是,液体的粘度或固体含量越高,可以使用给定喷嘴雾化的最大流速就越低。即使递送至喷嘴的功率是使用者可调节性的以便与不同液体相适应,但是对难以雾化的液体施用更高的功率不能保证喷嘴将以接近使用水时的额定能力相近的流速雾化。双液体给料在一个实施方案中,超声喷嘴系统可以安装任选的双液体给料装置。双液体给料选择赋予过程甚至更大的灵活性,因为两种液体可以恰好在喷嘴的雾化表面混合。与超声喷嘴使用有关的优点在一个实施方案中,超声喷雾产生紧密且可控的小滴大小分布。
超声喷嘴可以微量分配。超声喷嘴可以产生低速度球形小滴。双液体给料可以避免成分的过早混合。超声喷嘴对于微封装是理想的。在一个实施方案中,可用的频率是25_120kHz,这取决于小滴大小需求。喷雾成型由于超声喷嘴递送如此软的、低速的喷雾,所以产生的喷雾膜在没有进一步成型时将不适宜特定应用。在许多应用中,例如包被血液收集管,施配芳香物在无纺布上,和引入化学品到反应室内,原样的软喷雾非常适合。 然而,对于其它应用,例如包被广大的基质,将图案集中于非常窄的界限清楚的线内,或者产生具有精确轮廓的图案,必须采用用于喷雾成型的辅助装置。为了从单一喷嘴产生广泛的喷雾,喷嘴可以安装在特别设计的空气处理器内,所述的空气处理器使用低速空气剪切喷雾至希望的宽度,并迫使以一致的楔形模式和希望的方向喷雾。宽带超声发生器宽带超声发生器可以用于递送运行超声喷雾喷嘴所需要的高频电能。在一个实施方案中,发电机整合了简化过程控制和增强我们的喷嘴系统运行的特征。 在一个实施方案中在25_120kHz频率范围运行(对于任何喷嘴用户可在该范围内选择频率) 在一个实施方案中使用先进的相位锁定回路控制技术以自动锁定喷嘴的特定运行频率 在一个实施方案中提供万一系统故障时的听觉和/或视觉报警器 在一个实施方案中包含与远程报警相连的输出 在一个实施方案中可以被外部控制信号触发打开/关闭 在一个实施方案中包含IXD功率计和功率水平控制用于设定和监测喷嘴运行 在一个实施方案中包含用于远程功率控制的输入 在一个实施方案中有两个版本可用例如100-240VAC独立式单元,和旨在用于多喷嘴配置的24VDC模块系统精密的超声发牛器精密的超声发生器对于使用超低流速和低功率需求的高精密应用而言是理想的。精密的发生器递送以高精确度和精细控制调节运行超声喷雾喷嘴所需要的高频电能。在一个实施方案中,发电机整合了简化过程控制和增强我们的喷嘴系统运行的特征。 在一个实施方案中在25_120kHz频率范围运行(对于任何喷嘴用户在该范围内可选择频率) 在一个实施方案中使用先进的相位锁定回路控制技术以自动锁定喷嘴的特定运行频率 在一个实施方案中提供万一系统故障时的听觉和/或视觉报警器 在一个实施方案中包含用于远程报警监控的输出
在一个实施方案中可以被外部控制信号触发打开/关闭 在一个实施方案中包含IXD功率计和功率水平控制用于设定和监测喷嘴运行至百分之一瓦 在一个实施方案中包含用于远程功率控制的外部功率控制输入喷嘴装置和装置的喷嘴在一个实施方案中,根据本发明的超声喷雾技术使用一个或多个喷嘴装置,其中各喷嘴装置包括一个或多个超声喷嘴。超声喷嘴是机械装置,其设计来控制当所述流体流动经由孔排出(或进入)封闭的室或管时流体流动的特征。喷嘴是装置施加流体或液体组合物于基底或基质材料的元件;因此连接于一个或多个包含流体或液体组合物的储器。 在一个实施方案中,使用一个具有一个超声喷嘴的喷嘴装置。在一个实施方案中,使用一个具有多个单独超声喷嘴的喷嘴装置。在一个实施方案中,使用各具有一个超声喷嘴的两个或更多个喷嘴装置。在一个实施方案中,使用各具有多个单独超声喷嘴的喷嘴装置。在一个实施方案中,一个或多个喷嘴装置的两个或更多个超声喷嘴的喷嘴中心之间的距离是41. 5mm。在一个实施方案中,一个或多个喷嘴装置的两个或更多个超声喷嘴的喷嘴中心之间的距离在I. O至100. Omm范围内;诸如I. 0-1. 5mm,例如I. 5-2. Omm,诸如 2. 0-2. 5mm,例如 2. 5-3. Omm,诸如 3. 0-3. 5mm,例如 3. 5-4. Omm,诸如 4. 0-4. 5mm,例如 4. 5-5. Omm,诸如 5. 0-6. Omm,例如 6. 0-7. Omm,诸如 7. 0-8. Omm,例如 8. 0-9. Omm,诸如 9. 0-10. Omm,例如 10. 0-11. OOmm,诸如 11. 0-12. Omm,例如 12. 0-13. Omm,诸如
13.0-14. 0_,例如 14. 0-15. 0_,诸如 15. 0-16. 0_,例如 16. 0-17. 0_,诸如 17. 0-18. Omm,例如 18. 0-19. 0mm,诸如 19. 0-20. 0mm,例如 20. 0-21. 00mm,诸如 21. 0-22. 0mm,例如
22.0-23. Omm,诸如 23. 0-24. Omm,例如 24. 0-25. Omm,诸如 25. 0-26. Omm,例如 26. 0-27. Omm,诸如 27. 0-28. Omm,例如 28. 0-29. Omm,诸如 29. 0-30. Omm,例如 30. 0-31. OOmm,诸如
31.0-32. Omm,例如 32. 0-33. Omm,诸如 33. 0-34. Omm,例如 34. 0-35. Omm,诸如 35. 0-36. Omm,例如 36. 0-37. Omm,诸如 37. 0-38. Omm,例如 38. 0-39. Omm,诸如 39. 0-40. Omm,例如 40. 0-41. 00mm,诸如 41. 0-42. Omm,例如 42. 0-43. Omm,诸如 43. 0-44. Omm,例如44. 0-45. Omm,诸如 45. 0-46. Omm,例如 46. 0-47. Omm,诸如 47. 0-48. Omm,例如 48. 0-49. Omm,诸如 49. 0-50. Omm,例如 50. 0-51. OOmm,诸如 51. 0-52. Omm,例如 52. 0-53. Omm,诸如53. 0-54. Omm,例如 54. 0-55. Omm,诸如 55. 0-56. Omm,例如 56. 0-57. Omm,诸如 57. 0-58. Omm,例如 58. 0-59. Omm,诸如 59. 0-60. Omm,例如 60. 0-61. OOmm,诸如 6 L 0-62. Omm,例如62. 0-63. Omm,诸如 63. 0-64. Omm,例如 64. 0-65. Omm,诸如 65. 0-66. Omm,例如 66. 0-67. Omm,诸如 67. 0-68. Omm,例如 68. 0-69. Omm,诸如 69. 0-70. Omm,例如 70. 0-71. OOmm,诸如71. 0-72. Omm,例如 72. 0-73. Omm,诸如 73. 0-74. Omm,例如 74. 0-75. Omm,诸如 75. 0-76. Omm,例如 76. 0-77. Omm,诸如 77. 0-78. Omm,例如 78. 0-79. Omm,诸如 79. 0-80. Omm,例如 80. 0-81. OOmm,诸如 81. 0-82. Omm,例如 82. 0-83. Omm,诸如 83. 0-84. Omm,例如84. 0-85. Omm,诸如 85. 0-86. Omm,例如 86. 0-87. Omm,诸如 87. 0-88. Omm,例如 88. 0-89. Omm,诸如 89. 0-90. Omm,例如 90. 0-91. OOmm,诸如 91. 0-92. Omm,例如 92. 0-93. Omm,诸如93. 0-94. Omm,例如 94. 0-95. Omm,诸如 95. 0-96. Omm,例如 96. 0-97. Omm,诸如 97. 0-98. Omm,例如 98. 0-99. 0mm,诸如 99. 0-100. 0mm。各喷嘴装置可以连接到一个或多个包含流体或液体组合物的储器。因而,任何一个喷嘴装置的超声喷嘴可以经由相同的通道连接至相同储器,从而喷射相同的流体或液体组合物,或者任何一个喷嘴装置的超声喷嘴可以经由单独的通道连接至单独的储器,从而喷射单独的流体或液体组合物。在一个实施方案中,超声喷嘴通过高压点火脉冲驱动。在一个实施方案中,喷嘴装置以在O. I-IOOm/秒范围内的速度喷射小滴;诸如O. I-Im/秒,例如l_2m/秒,诸如2_3m/秒,例如3-4m/秒,诸如4-5m/秒,例如5_6m/秒,诸如6_7m/秒,例如7_8m/秒,诸如8_9m/秒,例如9-1 Om/秒,诸如I O-15m/秒,例如15_20m/秒,诸如20_30m/秒,例如30_40m/秒,诸如40-50m/秒,例如50-60m/秒,诸如60_70m/秒,例如70_80m/秒,诸如80_90m/秒,例如 90—IOOm/ 秒。
超声喷嘴直径可以在1-1000微米的范围内;诸如1-5微米,例如5-10微米,诸如10-20微米,例如20-30微米,诸如30-40微米,例如40-50微米,诸如50-60微米,例如60-70微米,诸如70-80微米,例如80-90微米,诸如90-100微米,例如100-200微米,诸如200-300微米,例如300-400微米,诸如400-500微米,例如500-600微米,诸如600-700微米,例如700-800微米,诸如800-900微米,例如900-1000微米。喷嘴装置可包括任何数量的超声喷嘴或可寻址的喷射器。在一个实施方案中,喷嘴装置包含用于选择哪个超声喷嘴在哪个时间点启动的装置。超声喷雾技术系统的喷嘴装置头(多个)相对于基质材料的表面可移动,在基质材料表面上组合物将被沉积。在超高喷嘴(多个)和表面之间的距离在本发明的一个优选实施方案中,喷嘴装置头(多个)的超声喷嘴(多个)和基底或基质材料的表面不是直接的液体接触,但在表面和超声喷嘴之间的距离保持最小。在本发明的一个实施方案中,在基质材料的表面和超声喷嘴(多个)之间的距离在 O. 01 至 10. Omm 的范围内;例如 O. 01-0. 02mm,诸如 O. 02-0. 03,例如 O. 03-0. 04,诸如 O. 04-0. 05,例如 O. 05-0. 06,
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