BR112014026320B1

BR112014026320B1 - Nebulizador e método de fabricação de um nebulizador

Info

Publication number: BR112014026320B1
Application number: BR112014026320-5A
Authority: BR
Inventors: Michael James Robbert Leppard; Markus Hijlkema
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2021-09-14
Also published as: CN104245150B; EP2841209A1; US20150144128A1; JP6682267B2; JP2015515351A; RU2627380C2; CN104245150A; EP2841209B1; WO2013160883A1; BR112014026320A2; RU2014147484A; BR112014026320A8; US9821125B2

Abstract

nebulizador e método de fabricação de um nebulizador. é provido um nebulizador que compreende uma primeira placa configurada para segurar um transdutor; uma segunda placa com uma abertura nela, sendo a primeira placa posicionada sobre um primeiro lado da segunda chapa, de modo que o transdutor esteja adjacente à abertura; e uma terceira placa configurada para segurar uma placa de malha através da qual o líquido pode passar para formar gotículas em um segundo lado da segunda placa oposta ao primeiro lado, de modo que a placa de malha esteja adjacente à abertura, com a abertura, o transdutor e a placa de malha formando uma cavidade para segurar o líquido que deve ser nebulizado. também é provido um método para a fabricação do dito nebulizador.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere a um nebulizador que nebuliza o líquido mantido nele em gotículas, por exemplo, para inalação por um usuário, e a um método de fabricação dele.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[002] Nebulizadores, ou atomizadores como às vezes são chamados, são dispositivos que geram uma pulverização fina ou aerossol a partir de um líquido. Uma aplicação particularmente útil para os nebulizadores é a provisão de uma pulverização fina que contém um medicamento particulado dissolvido ou em suspensão para a administração a um paciente por inalação.

[003] Uma vez que o paciente precisa administrar uma determinada quantidade de medicação, o tempo de tratamento será determinado principalmente pela taxa de fluxo de massa do aerossol gerado pelo nebulizador. Particularmente para as novas medicações, como os biológicos, a dose da medicação pode ser grande, o que significa que o tempo de tratamento pode ser de até várias horas para os nebulizadores que estão atualmente no mercado.

[004] No entanto, a chamada tecnologia de placa plana ou os nebulizadores com base em malha de cavidade piezo têm o potencial para oferecer taxas de fluxo de massa muito mais elevadas do que os nebulizadores convencionais. Nestes tipos de nebulizador, uma cavidade para o medicamento líquido é criada com um transdutor ultrassônico que forma uma parede, e a outra parede oposta da cavidade compreende uma abertura ou placa de malha que contém uma matriz de bocais ou orifícios. Quando o transdutor está ativado, são criadas ondas de pressão ultrassônica no líquido na cavidade, o que faz com que o líquido na cavidade seja empurrado através dos bocais para formar gotículas.

[005] Uma desvantagem significativa deste tipo de nebulizador, no entanto, é que a taxa de fluxo de massa alcançada pelo nebulizador é altamente sensível à distância entre o transdutor e a placa de malha. A taxa de fluxo de massa para um nebulizador de tecnologia de placa plana em particular em função da distância entre o transdutor e placa de malha é mostrada na Figura 1. Assim, pode-se ver que a taxa de fluxo de massa se divide quando a separação (referida como a 'altura' na Figura 1) entre o transdutor e a placa de malha é de 100 mícrons (0,1 mm) a partir da separação ideal (cerca de 0,7 milímetros).

[006] A taxa de fluxo de massa deve ser a mesma para todos e cada nebulizador produzido. Deste modo, a exigência de tolerância está localizada nos nebulizadores de modo que 90% dos nebulizadores construídos tenha uma taxa de fluxo de massa de 25% da taxa de fluxo de massa alvo. Esta exigência pode ser cumprida apenas quando a tolerância da distância de separação é tal que o desvio padrão desta distância é da ordem de 10 mícrons (0,01 mm).

[007] Além disso, uma vez que o paciente administra medicação a seus pulmões, deve-se tomar cuidado para que o nebulizador seja mantido limpo. O resíduo dos líquidos utilizados no nebulizador pode levar a incrustações, e pode se tornar um perigo potencial para a saúde. Além disso, este resíduo pode subsequentemente obstruir os bocais na placa de malha, o que diminui o desempenho de saída do nebulizador. Para os nebulizadores atuais, é recomendado que o nebulizador seja limpo por lavagem com sabão e água quente em 95 °C diariamente. Isto exige que o nebulizador seja capaz de tolerar cerca de 1800 destes ciclos de limpeza durante sua vida útil. Além disso, o interior do nebulizador deve ser facilmente acessível, enquanto ao mesmo tempo deve ser evitada qualquer deterioração de desempenho durante sua vida útil. Portanto, outra característica desejável do nebulizador do tipo malha de cavidade piezo é a capacidade de remoção pelo menos da placa de malha do nebulizador para limpeza ou substituição.

[008] Estes requisitos combinados exigem um projeto de nebulizador que possa ser fabricado com tolerâncias muito pequenas, alta estabilidade e, com certeza, baixo custo. Estas exigências são difíceis de serem satisfeitas com as tecnologias de fabricação convencionais como a moldagem por injeção.

[009] Portanto, há uma necessidade de um nebulizador alternativo e um método de fabricação dele que satisfaça estas exigências.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[010] Portanto, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um nebulizador que compreende uma primeira placa configurada para segurar um transdutor; uma segunda placa com uma abertura nela, sendo a primeira placa posicionada sobre um primeiro lado da segunda chapa, de modo que o transdutor esteja adjacente à abertura; e uma terceira placa configurada para segurar uma placa de malha através da qual o líquido pode passar para formar gotículas, sendo a terceira placa posicionada sobre um segundo lado da segunda chapa oposto ao primeiro lado, de modo que a placa de malha esteja adjacente à abertura, com a abertura, o transdutor e a placa de malha formando uma cavidade para segurar o líquido que deve ser nebulizado. Ao montar o nebulizador a partir de uma série de placas para formar a cavidade, o nebulizador pode ser fabricado com tolerâncias muito pequenas, alta estabilidade e baixo custo.

[011] Em algumas realizações, a espessura da segunda placa geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha. Assim, ao controlar a espessura da segunda placa durante a fabricação, a separação entre o transdutor e a placa de malha pode ser configurada para o valor desejado, para garantir uma operação eficiente do nebulizador.

[012] Em realizações preferidas, o nebulizador compreende ainda uma camada laminada disposta entre a primeira placa e a segunda placa para evitar o contato entre o transdutor e o líquido que deve ser seguro na cavidade. De preferência, a camada laminada é uma folha metálica, uma vez que as folhas metálicas absorvem pouca da energia mecânica provida pelo transdutor.

[013] Nessas realizações, a espessura combinada entre a camada laminada e a espessura da segunda placa geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha. Assim, ao controlar a espessura da segunda placa e da camada laminada durante a fabricação, a separação entre o transdutor e a placa de malha pode ser configurada para o valor desejado, para garantir uma operação eficiente do nebulizador.

[014] De preferência, pelo menos a segunda placa é metálica. O metal é um material preferido para a segunda placa, uma vez que a fabricação das placas para as tolerâncias exigidas em um nebulizador é relativamente fácil. Ainda mais preferencialmente, pelo menos a segunda placa é formada a partir de rolo de folha metálica. Em realizações preferidas, pelo menos a segunda placa é de aço inoxidável, uma vez que este metal é barato, termicamente estável e não será corroído ou gasto através do contato com o líquido na cavidade.

[015] De preferência, a terceira placa e a placa de malha são presas de forma removível à segunda placa. Isto permite que a terceira placa e a placa de malha sejam retiradas para limpeza ou substituição, e também permite o acesso à cavidade para limpeza.

[016] Em algumas realizações, o nebulizador compreende ainda uma câmara de reservatório para conter o líquido que deve ser nebulizado, sendo a câmara de reservatório ligada à cavidade através de um canal de alimentação na segunda placa que está em comunicação fluida com a primeira abertura na segunda placa e um orifício na primeira placa.

[017] De preferência, pelo menos uma parte de uma borda inferior do orifício na primeira placa tem um perfil dentado ou serrilhado, uma vez que isso ajuda a estimular o líquido a fluir da câmara de reservatório através do orifício e para o interior da cavidade..

[018] Em algumas realizações, a segunda placa compreende ainda um canal de ventilação para ventilar a cavidade.

[019] De preferência, a primeira placa e a segunda placa estão fixamente presas uma à outra, por exemplo, com a utilização de cola, adesivo ou qualquer outro tipo de material ou camada de ligação. Em realizações preferidas, a primeira placa e a segunda placa estão fixamente presas uma à outra com a utilização de um adesivo ou camada de ligação, e o adesivo ou a camada de ligação compreende partículas espaçadoras em seu interior para a configuração da espessura do adesivo ou da camada de ligação em um valor predeterminado. Nessas realizações, a espessura entre a segunda placa e a espessura do adesivo ou da camada de ligação (como determinada pelas partículas espaçadoras) geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha.

[020] Quando o nebulizador compreender uma camada laminada entre a primeira placa e a segunda placa, a camada laminada poderá ser presa a cada uma dentre a primeira e a segunda placas com a utilização de um respectivo adesivo ou camada de ligação que compreende as partículas espaçadoras. Nessas realizações, a espessura entre a segunda placa, a camada laminada e cada um dentre o adesivo ou as camadas de ligação (como determinado pelas partículas espaçadoras) geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha.

[021] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um método de fabricação de um nebulizador, e o método compreende a obtenção de uma segunda placa com uma abertura nela; a fixação de uma primeira placa que é configurada para segurar um transdutor em um primeiro lado da segunda placa de modo que o transdutor esteja adjacente à abertura; e a fixação de uma terceira placa que é configurada para segurar uma placa de malha através da qual o líquido pode passar para formar gotículas em um segundo lado da segunda placa oposta ao primeiro lado, de modo que a placa de malha esteja adjacente à abertura, com a abertura, o transdutor e a placa de malha formando uma cavidade para segurar o líquido que deve ser nebulizado.

[022] Em algumas realizações, a etapa de obtenção de uma segunda placa compreende a obtenção de uma segunda placa com uma espessura predeterminada, e a espessura da segunda placa geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha. Isso permite a separação entre o transdutor e a placa de malha que deve ser configurada para o valor desejado, para garantir uma operação eficiente do nebulizador.

[023] Em realizações preferidas, a etapa de fixação da primeira placa a um primeiro lado da segunda placa compreende a disposição de uma camada laminada entre a primeira placa e a segunda placa para evitar o contato entre o transdutor e o líquido que deve ser seguro na cavidade. De preferência, a camada laminada é uma folha metálica, uma vez que as folhas metálicas absorvem pouca da energia mecânica provida pelo transdutor.

[024] Nessas realizações, a espessura combinada entre a camada laminada e a espessura da segunda placa geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha. Isso permite a separação entre o transdutor e a placa de malha que deve ser configurada para o valor desejado, para garantir uma operação eficiente do nebulizador.

[025] De preferência, pelo menos a segunda placa é metálica. O metal é um material preferido para a segunda placa, uma vez que a fabricação das placas para as tolerâncias exigidas em um nebulizador é relativamente fácil. Ainda mais preferencialmente, pelo menos a segunda placa é formada a partir de rolo de folha metálica. Em realizações preferidas, pelo menos a segunda placa é de aço inoxidável, uma vez que este metal é barato, termicamente estável e não será corroído ou gasto através do contato com o líquido na cavidade.

[026] De preferência, a etapa de fixação da terceira placa ao segundo lado da segunda placa compreende a fixação de forma removível da terceira placa à segunda placa. Isto permite que a terceira placa e a placa de malha sejam retiradas para limpeza ou substituição, e também permite o acesso à cavidade para limpeza.

[027] Em algumas realizações, o método compreende ainda as etapas de: formação de um orifício através da primeira placa, formação de um canal de alimentação na segunda placa, e fixação de uma câmara de reservatório para segurar o líquido que deve ser nebulizado na primeira placa, de modo que a câmara de reservatório esteja ligada à cavidade através do canal de alimentação na segunda placa e do orifício na primeira placa.

[028] De preferência, a etapa de formação de um orifício através da primeira placa compreende a formação de um orifício, de modo que pelo menos uma parte de uma borda inferior do orifício tenha um perfil dentado ou serrilhado, uma vez que isso ajuda a estimular o líquido a fluir da câmara de reservatório através do orifício e para o interior da cavidade.

[029] Em algumas realizações, o método compreende ainda a formação de um canal de ventilação para ventilar a cavidade na segunda placa.

[030] De preferência, a etapa de fixação da primeira placa à segunda placa compreende prender fixamente a primeira e a segunda placas, por exemplo, com a utilização de cola, adesivo ou qualquer outro tipo de material ou camada de ligação. Em realizações preferidas, a etapa de fixação da primeira placa à segunda placa compreende a utilização de um adesivo ou camada de ligação, e o adesivo ou a camada de ligação compreende partículas espaçadoras em seu interior para a configuração da espessura do adesivo ou da camada de ligação em um valor predeterminado. Nessas realizações, a espessura entre a segunda placa e a espessura do adesivo ou da camada de ligação (como determinada pelas partículas de espaçador) geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha.

[031] Quando a etapa de fixação da primeira placa à segunda placa compreender uma camada laminada entre a primeira placa e a segunda placa, a etapa de fixação poderá compreender a utilização de um adesivo ou camada de ligação que compreende as partículas espaçadoras, para fixar a camada laminada a cada uma dentre a primeira e a segunda placas. Nessas realizações, a espessura entre a segunda placa, a camada laminada e cada um dentre o adesivo ou as camadas de ligação (como determinado pelas partículas espaçadoras) geralmente define a separação entre o transdutor e a placa de malha.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[032] Para uma melhor compreensão da invenção, e para mostrar mais claramente como ela pode ser levada a efeito, será agora feita referência, apenas a título de exemplo, aos desenhos que a acompanham, em que:

[033] A Fig. 1 é um gráfico que ilustra a variação na taxa de fluxo de massa de um nebulizador com as alterações na distância entre o transdutor e a placa de malha.

[034] A Fig. 2 é um diagrama de blocos de um nebulizador do tipo malha de cavidade piezo de acordo com a invenção.

[035] A Fig. 3 é uma vista explodida de um nebulizador de acordo com uma realização da invenção.

[036] A Fig. 4 mostra duas vistas em perspectiva de um nebulizador de acordo com outra realização da invenção.

[037] A Fig. 5 é um fluxograma que ilustra um método de fabricação de um nebulizador de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES PREFERIDAS

[038] A Figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra um nebulizador do tipo malha de cavidade piezo 2 de acordo com a invenção. O nebulizador 2 compreende um corpo 4 com uma entrada 6 e uma saída 8 dispostas de modo que quando um usuário do nebulizador 2 inala através da saída 8, o ar é arrastado para dentro e através do nebulizador 2 através da entrada 6 e da saída 8 e para dentro do pulmões do usuário. A saída 8 é provida tipicamente na forma de um bocal ou uma máscara facial ou nasal, ou em uma forma que é adequada para a conexão a um bocal ou uma máscara facial ou nasal substituível separado.

[039] O nebulizador 2 compreende uma cavidade 10 localizada adjacente ao conduíte entre a entrada 6 e a saída 8 para segurar um líquido 12, por exemplo, uma medicação ou medicamento que deve ser nebulizado (ou seja, para ser transformado em uma névoa fina ou pulverização). O nebulizador 2 é configurado de modo que pequenas gotículas do líquido nebulizado 12 se combinam com o ar arrastado através do nebulizador 2 quando o usuário inala, de modo a distribuir uma dose da medicação ou medicamento ao usuário.

[040] Uma parede da cavidade 10 é formada por um acionador ou transdutor 14, e a parede oposta da cavidade 10 que faceia o conduíte entre a entrada 6 e a saída 8 é formada por uma placa de malha 16. A placa de malha 16 é disposta de modo que as gotículas de líquido que passam através dela entrem no ar que é arrastado através da entrada de ar 6.

[041] O transdutor 14 é provido para agitar ou vibrar o líquido 12 seguro na cavidade 10. De preferência, o transdutor 14 gera ondas de pressão ultrassônica no líquido 12 seguro na cavidade 10. Nas realizações da invenção que ainda são descritas abaixo, o acionador 14 é provido na forma de um elemento piezoelétrico. No entanto, os técnicos no assunto de nebulizadores afirmarão que outras formas de acionador 14 podem ser utilizadas em nebulizadores de acordo com a invenção.

[042] A placa de malha 16 é provida como uma parede da cavidade 10 para a nebulização do líquido 12 quando o líquido 12 é vibrado pelo transdutor 14. A placa de malha 16 é tipicamente na forma de uma malha ou uma membrana com uma pluralidade de pequenos orifícios ou bocais através dos quais pequenas quantidades de líquido podem passar. O tamanho (diâmetro) dos bocais na placa de malha 16 determina, entre outras coisas, o tamanho das gotículas de líquido produzidas quando o nebulizador 2 é ativado e, consequentemente, a taxa de fluxo de massa do nebulizador 2. A placa de malha 16 é removível do nebulizador 2, de modo que ela possa ser limpa ou completamente substituída, conforme necessário. A placa de malha 16 é formada de preferência de platina, embora os técnicos no assunto conheçam outros materiais adequados que podem ser utilizados. Os técnicos no assunto também afirmarão que as placas de malha 16 também são conhecidas como placas de abertura ou placas de bocal.

[043] Em uso, o líquido 12 enche a cavidade 10 entre o transdutor 14 e a placa de malha 16. Pode-se afirmar que o líquido 12 na cavidade 10 será esgotado uma vez que o nebulizador 2 é operado, e mais líquidos 12 devem ser adicionados à cavidade 10 para manter o líquido 12 na altura necessária para que o nebulizador 2 continue a operar. Portanto, o nebulizador 2 pode compreender ou ser acoplado a uma câmara de reservatório 18 que armazena o líquido, para o reabastecimento do líquido 12 na cavidade 10. O líquido da câmara de reservatório 18 pode fluir para o interior da cavidade 10 devido à ação da gravidade e/ou ao enchimento capilar.

[044] O nebulizador 2 compreende ainda uma unidade de controle 19 que controla a operação do nebulizador 2 e, em particular, sinais de saídas para o transdutor 14 que fazem com que o transdutor 14 vibre na frequência desejada e nebulize o líquido 12.

[045] A Figura 3 é uma vista explodida de um nebulizador 2 de acordo com uma realização preferida da invenção que mostra os componentes necessários para a construção de um nebulizador 2, de modo que a tolerância necessária na separação entre o transdutor 14 e a placa de malha 16 é alcançada.

[046] Como mostrado na Figura 3, o nebulizador 2 compreende três placas 20, 22, 24 que devem ser montadas em uma pilha para formar a parte principal do nebulizador 2. A primeira placa, 20, aqui referida como a placa traseira 20, tem um orifício 26 para a recepção do transdutor 14.

[047] A segunda placa, 22, aqui referida como a placa espaçadora 22, compreende uma abertura 28 que forma a cavidade 10 quando o nebulizador 2 é montado. A abertura 28 é posicionada na placa espaçadora 22, de modo que fica adjacente ao transdutor 14 quando a placa espaçadora 22, a placa traseira 20 e a terceira placa 24 são montadas para formar um nebulizador 2.

[048] A abertura 28 na placa espaçadora 22 na realização ilustrada geralmente é circular, uma vez que é para corresponder aproximadamente ao tamanho do transdutor 14 (que nesta realização também é circular), de modo que o volume de líquido na cavidade 10 exposto à vibração do transdutor 14 a qualquer momento seja maximizado (ajudando assim a aumentar a taxa de fluxo de massa provida pelo nebulizador 2).

[049] A terceira placa 24, aqui referida como o suporte da placa de malha 24, compreende a placa de malha 16. A placa de malha 16 está posicionada no suporte da placa de malha 24, de modo que esteja adjacente à abertura 28 na placa espaçadora 22 quando as placas 20, 22, 24 são montadas no nebulizador 2.

[050] Quando as três placas são montadas, a placa de malha 16, o suporte da placa de malha 24, a abertura 28 e o transdutor 14 formam a cavidade 10 para segurar o líquido 12 que deve ser nebulizado. O lado do transdutor 14 que faceia a placa espaçadora 22 geralmente é alinhado ao lado da placa traseira 20 que faceia a placa espaçadora 22, e o lado da placa de malha 16 que faceia a placa espaçadora 22 é igualmente alinhado ao lado do suporte da placa de malha 24 que faceia a placa espaçadora 22. Assim, a espessura da placa espaçadora 22 geralmente determina a separação entre o transdutor 14 e placa de malha 16. No exemplo provido na Figura 1, uma placa espaçadora 22 com uma espessura de cerca de 700 mícrons (0,7 mm) é necessária para que o nebulizador 2 atinja a maior taxa de fluxo possível.

[051] De preferência, pelo menos a placa espaçadora 22 é formada de metal, uma vez que é relativamente fácil a fabricação de componentes de metal com as tolerâncias exigidas no nebulizador 2 (por exemplo, uma espessura de 10 mícrons), com a utilização de processos conhecidos. Ainda mais preferencialmente, pelo menos a placa espaçadora 22 é formada a partir de rolo de folha metálica. A abertura 28 e qualquer outra característica da placa 22 podem ser formadas com a utilização de técnicas de corte por laser, embora os técnicos no assunto estejam cientes de outras técnicas que podem ser utilizadas. Um material adequado para a utilização na formação pelo menos da placa espaçadora 22 de acordo com a invenção é o aço inoxidável, uma vez que é um material de custo relativamente baixo, é fácil de ser trabalhado em uma placa com a espessura e os recortes desejados, é resistente ao desgaste e deve manter as dimensões necessárias, apesar de o nebulizador 2 ser frequentemente desmontado para limpeza e depois remontado, e ele não é susceptível a corrosão ou desgaste através do contato com os líquidos 12 tipicamente utilizados em nebulizadores 2. O aço inoxidável também é termicamente estável, de modo que o aquecimento regular da placa espaçadora 22 até 95 °C durante a limpeza não alterará as dimensões e o desempenho do nebulizador 2. Alternativamente, pelo menos a placa espaçadora 22 pode ser formada de titânio ou de uma liga de titânio (embora estes materiais não sejam de tão baixo custo quanto o aço inoxidável), ou de vidro ou um material cerâmico (embora estes sejam mais frágeis que o metal).

[052] A placa espaçadora 22 e a placa traseira 20 são tipicamente rigidamente presas uma à outra (por exemplo, com a utilização de cola ou outro tipo de adesivo, mecanismo de colagem ou fixação), de modo que a placa espaçadora 22 e placa traseira 20 sejam formadas de preferência do mesmo material, tal como o metal (por exemplo, aço inoxidável). Embora a placa de malha 16 e o suporte da placa de malha 24 sejam projetados para serem itens descartáveis e, portanto, possa ser desejável formar o suporte da placa de malha 24 de um material barato como o plástico, o suporte da placa de malha 24 também é formado de preferência de metal, tal como o aço inoxidável, de modo a garantir que as tolerâncias exigidas no transdutor e no espaçamento da placa de malha sejam satisfeitas.

[053] Embora não mostrado explicitamente na Figura 3, o suporte da placa de malha 24 é configurado de modo que ela possa ser separada e removida do resto do nebulizador 2 (ou seja, da placa espaçadora 22 e da placa traseira 20), de modo que a placa de malha 16 possa ser limpa ou todo o suporte da placa de malha 24 substituído. Para este fim, a placa espaçadora 22 ou outro componente do nebulizador 2 é provido com um grampo ou outro mecanismo de fixação para segurar o suporte da placa de malha 24 no lugar adjacente à placa espaçadora 22.

[054] A placa traseira 20 também pode incluir algum grampo ou outro mecanismo de fixação para manter o transdutor 14 no lugar no nebulizador 2. Alternativamente, o transdutor 14 pode ser colado ou rigidamente fixado de outro modo à placa traseira 20 ou à placa espaçadora 22. .

[055] Sempre que um ou mais dos componentes do nebulizador 2 for aderido ou unido (como a placa traseira 20/transdutor 14 à placa espaçadora 22), a espessura da camada de ligação deverá ser levada em conta ao definir a distância entre o transdutor 14 e a placa de malha 16. Ou seja, a distância entre o transdutor 14 e a placa de malha 16 será igual à espessura da placa espaçadora 22 mais a espessura de qualquer camada de ligação, e a placa espaçadora 22 deve ser fabricada em conformidade. Em realizações preferidas, a espessura do adesivo ou da camada de ligação é controlada pela adição de partículas espaçadoras com dimensões conhecidas (e altamente precisas) para o adesivo ou o material de ligação utilizado para unir os componentes, de modo que as partículas espaçadoras definam o espaçamento entre os componentes.

[056] Embora na realização ilustrada a placa de malha 16 tenha uma área de seção transversal menor do que a abertura 28 e o transdutor 14, pode-se afirmar que, em outras realizações, a área de seção transversal da placa de malha 16 pode ser geralmente a mesma que a da abertura 28 e do transdutor 14.

[057] Além disso, embora a Figura 3 mostre a placa de malha 16 como sendo separável do suporte da placa de malha 24, pode-se afirmar que a placa de malha 16 é tipicamente integrada ao suporte da placa de malha 24.

[058] Na realização ilustrada, uma câmara de reservatório 18 é presa à placa traseira 20 (oposta ao lado da placa traseira 20 que está faceado à placa espaçadora 22) para segurar o líquido 12 que deve ser nebulizado durante a operação do nebulizador 2. Um segundo orifício 30 é formado na placa traseira 20 para permitir que o líquido 12 passe através da placa traseira 20 e para o interior da cavidade 10.

[059] De preferência, o segundo orifício 30 não têm uma borda inferior inteiramente arredondada (uma vez que uma borda inteiramente arredondada pode formar uma barreira ao fluxo de líquido devido à tensão superficial do líquido 12) e, portanto, pelo menos uma parte da borda inferior do segundo orifício 30 tem um perfil dentado ou serrilhado de modo a 'perfurar' a superfície do líquido 12 e melhorar o fluxo de líquido 12 através do segundo orifício 30.

[060] Como mostrado, a abertura 28 na placa espaçadora 22 que forma a cavidade 10 compreende um canal de alimentação 32 para conectar a cavidade 10 entre o transdutor 14 e a placa de malha 16 à câmara de reservatório 18. Pode-se afirmar que, apesar de o canal de alimentação 32 ser mostrado na Figura 3 como tendo sido cortado através da placa espaçadora 22, é possível que o canal de alimentação 32 seja uma ranhura ou outra reentrância no lado da placa espaçadora 22 que faceia a placa traseira 20.

[061] Pode ser necessário prover uma abertura através da qual o ar pode escapar quando a cavidade 10 é enchida com o líquido 12 da câmara de reservatório 18, de modo que a placa espaçadora 22 compreenda ainda um canal de ventilação relativamente estreito 34 que se estende da abertura 28 a uma borda (de preferência, uma borda superior) da placa espaçadora 22. Assim como o canal de alimentação 32, embora o canal de ventilação 34 seja mostrado na Figura 3 como tendo sido cortado através da placa espaçadora 22, é possível que o canal de ventilação 34 seja uma ranhura ou outra reentrância em um lado da placa espaçadora 22.

[062] Para impedir qualquer vazamento de líquido 12 da cavidade 10 e do canal de alimentação 32 quando o nebulizador 2 estiver em uso, um componente de vedação 36 como uma vedação de borracha pode ser provido entre a placa espaçadora 22 e o suporte da placa de malha 24. De preferência, para garantir que o componente de vedação 36 seja seguro na posição correta quando o suporte da placa de malha 24 for montado no nebulizador 2, um canal do componente de vedação 38 é formado no lado do suporte da placa de malha 24 que faceia a placa espaçadora 22 que recebe o componente de vedação 36.

[063] Embora não seja necessário na realização mostrada na Figura 3, em algumas realizações um componente de vedação correspondente 36 pode ser provido entre a placa espaçadora 22 e a placa traseira 20. Neste caso, um canal do componente de vedação correspondente 38 pode ser formado na placa espaçadora 22 ou na placa traseira 20.

[064] Em algumas realizações da invenção, a placa espaçadora 22 pode ser presa diretamente à placa traseira 20, caso em que o transdutor 14 pode ser coberto com uma camada de proteção de metal, plástico ou polímero para evitar o contato direto entre o transdutor 14 e o líquido 12 na cavidade 10.

[065] No entanto, nas realizações preferidas, é provida uma camada laminada 40 entre a placa espaçadora 22 e a placa traseira 20 que atua para separar o transdutor 14 do líquido 12 na cavidade 10. Nesta realização preferida, a espessura combinada entre a camada laminada 40 e a placa espaçadora 22 (e quaisquer camadas adesivas, se presentes) determina a separação entre o transdutor 14 e a placa de malha 16. A camada laminada 40 pode ter dimensões semelhantes (ou seja, altura e largura) às das placas 20, 22, 24, como mostrado na Figura 3, mas pode-se afirmar que a camada laminada 40 é consideravelmente mais fina que as placas 20, 22, 24.

[066] A camada laminada 40 é de preferência uma folha metálica, uma vez que as folhas metálicas absorvem pouca da energia mecânica provida pelo transdutor 14 em comparação com as camadas à base de plástico ou polímero. A folha metálica pode ser qualquer liga metálica dura biocompatível, tal como o aço inoxidável. A camada laminada 40 pode ter uma espessura do intervalo de 1 a 200 mícrons, por exemplo, 50 mícrons. A camada laminada 40 pode ser presa permanentemente à placa traseira 20 e/ou a placa espaçadora 22, por exemplo, com a utilização de uma cola, adesivo ou outra camada de ligação, como descrito acima (o que inclui partículas espaçadoras quando adequado).

[067] A espessura do adesivo ou da camada de ligação entre o transdutor 14 e a camada laminada 40 (ou entre o transdutor 14 e a placa espaçadora 22 nas realizações em que uma camada laminada 40 não está presente) pode ser de cerca de 50 mícrons. A espessura do adesivo ou da camada de ligação entre a camada laminada 40 e a placa espaçadora 22 pode ser de cerca de 50 mícrons. A camada mais espessa (ou espessa) do adesivo ou da camada de ligação entre o transdutor 14 e a camada laminada 40 (ou a placa espaçadora 22 nas realizações em que uma camada laminada 40 não está presente) é desejável por uma série de razões. Em primeiro lugar, alguns transdutores 14 compreendem um disco de cerâmica sintetizada, e a rugosidade da superfície é da ordem de 10s de mícrons. O contato direto entre o transdutor 14 e o metal (o que inclui a camada laminada 40) deve de preferência ser evitado e, portanto, o adesivo ou a camada de ligação pode isolar a folha metálica da carga elétrica no eletrodo do transdutor 14. Além disso, a camada adesiva atua como um armazenador mecânico que é provido para absorver qualquer tensão na direção lateral devido aos diferentes coeficientes de expansão do transdutor 14 e do metal que constituem a camada laminada 40 (embora nas realizações descritas estes coeficientes sejam bastante semelhantes). Ao absorver a tensão, o estresse de pico é reduzido de modo que o transdutor 14 não se separa da camada laminada 40 sob sua própria ação (vibração) ou durante as elevadas temperaturas a que o nebulizador 2 é exposto durante a limpeza.

[068] Quando uma câmara de reservatório 18 é provida na placa traseira 20, é provido um orifício 42 na camada laminada 40 que corresponde ao segundo orifício 30 na placa traseira 20 para permitir que o líquido 12 flua da câmara de reservatório 18 para a cavidade 10. Quando o segundo orifício 30 tem uma borda inferior dentada ou serrilhada, o orifício 42 na camada laminada 40 terá uma borda dentada ou serrilhada correspondente.

[069] A Figura 4 mostra duas vistas em perspectiva de um nebulizador 2 parcialmente montado de acordo com uma realização alternativa da invenção. Na Figura 4, a placa traseira 20, o transdutor 14, a câmara de reservatório 18, a camada laminada 40 e a placa espaçadora 22 foram montadas em uma unidade, e esta unidade forma a parte principal do nebulizador 2. A placa de malha 16 e o suporte da placa de malha 24 são separados da parte principal do nebulizador 2. Os componentes da realização alternativa da Figura 4 geralmente correspondem à realização mostrada na Figura 3, exceto que uma disposição alternativa para a vedação do suporte da placa de malha 24 na placa espaçadora 22 é mostrada. Nesta disposição, é provido um componente de vedação 44 que se estende em torno da periferia da placa espaçadora 22.

[070] Um método exemplar de fabricação de parte de um nebulizador 2 de acordo com a invenção é mostrado na Figura 5. Na etapa 101, uma placa espaçadora 22 é obtida (por exemplo, fabricada) a partir de rolo de folha metálica com uma espessura igual à diferença entre a separação desejada entre um transdutor 14 e uma placa de malha 16 e a espessura de uma camada laminada 40 que deve ser utilizada no nebulizador 2 (se presente), com a espessura de qualquer adesivo ou camada de ligação utilizado para montar os componentes do nebulizador 2. Isto é, a espessura combinada da placa espaçadora 22 e da camada laminada 40 (e da camada adesiva) é igual à separação desejada entre um transdutor 14 e uma placa de malha 16. Uma abertura 28 é formada na placa espaçadora 22 com dimensões semelhantes às do transdutor 14 que deve ser utilizado no nebulizador 2. A abertura 28 é para definir uma cavidade 10 no nebulizador 2 para segurar o líquido 12 que deve ser nebulizado. A abertura 28 pode ser formada com a utilização de técnicas de corte por laser.

[071] Na etapa 103, a camada laminada metálica 40 é presa a um lado da placa espaçadora 22. A camada laminada 40 pode ser presa à placa espaçadora 22 com a utilização de cola ou outro tipo de adesivo, e podem incluir partículas espaçadoras de alta precisão que atuam para definir a espessura da camada de adesivo, como descrito acima.

[072] Na etapa 105, uma placa traseira 20 e um transdutor 14 são presos à camada laminada 40, de modo que o transdutor 14 esteja adjacente à abertura 28 na placa espaçadora 22, e que a camada laminada 40 e o transdutor 14 formem uma parede da cavidade 10. Novamente, a cola ou outro tipo de adesivo com partículas espaçadoras de alta precisão pode ser utilizada para prender a placa traseira 20 na camada laminada 40.

[073] Na etapa 107, que pode ocorrer durante a fabricação do nebulizador 2 e/ou antes da utilização do nebulizador 2 por um paciente, uma placa de malha 16 em um suporte de placa de malha 24 é preso ao lado oposto da placa espaçadora 22, à camada laminada 40 e à placa traseira 20, de modo que a placa de malha 16 forme a outra parede da cavidade 10. Como descrito acima, o suporte da placa de malha 24 é tipicamente preso à placa espaçadora 22, de modo a permitir a remoção e a substituição do suporte da placa de malha 24. Assim, o suporte da placa de malha 24 pode ser preso à placa espaçadora 22 com a utilização de um mecanismo de grampo.

[074] Embora a Figura 5 ilustre algumas etapas exemplificativas para a fabricação de parte do nebulizador 2 de acordo com a invenção, os técnicos no assunto apreciarão que um nebulizador 2 de acordo com a invenção pode ser fabricado através de diferentes etapas, ou em uma ordem ou uma combinação de etapas diferente das ilustradas. Por exemplo, a etapa 103 pode compreender a fixação da camada laminada 40 à placa traseira 20, em vez à placa espaçadora 22 com a etapa 105 sendo adaptada em conformidade. Alternativamente ou em adição, as etapas 103, 105 e 107 podem ser realizadas em uma ordem diferente da apresentada. Outras etapas do método podem compreender as etapas de fabricação de qualquer um ou mais dentre a camada laminada, a placa traseira, a placa de malha ou o suporte da placa de malha, o que inclui a fabricação de quaisquer canais ou ranhuras nas placas para receber um componente de vedação ou para a formação de um canal de ventilação ou alimentação.

[075] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de um nebulizador que é principalmente para utilização na administração de um medicamento, pode-se afirmar que a invenção pode ser aplicada a qualquer outro tipo de nebulizador ou dispositivo em que um transdutor é acionado de modo a nebulizar uma líquido através de uma placa de malha como, por exemplo, um umidificador de ar, um barbeador elétrico, um ferro de passar a vapor ou um dispenser de perfume.

[076] Portanto, é provido um nebulizador que pode ser fabricado com as tolerâncias necessárias e que é de baixo custo.

[077] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição anterior, as ditas ilustração e descrição devem ser consideradas como ilustrativas ou exemplares, e não limitadoras. A invenção não está limitada às realizações reveladas.

[078] As variações das realizações descritas podem ser entendidas e efetuadas pelos técnicos no assunto na prática da invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da revelação e das reivindicações em anexo. Nas reivindicações, a palavra “compreende” não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma” não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode desempenhar as funções de vários itens recitados nas reivindicações. O mero fato de certas medidas serem recitadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser vantajosamente usada. Um programa de computador pode ser armazenado/distribuído em um meio adequado, tal como um meio de armazenamento óptico ou um meio de estado sólido fornecido em conjunto ou como parte de outro hardware, mas também pode ser distribuído de outras formas, tais como através da Internet ou outros sistemas de telecomunicação com ou sem fio. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não devem ser interpretados como limitadores do âmbito.

Claims

1. NEBULIZADOR, caracterizado por compreender: uma primeira placa configurada para segurar um transdutor; uma segunda placa com uma abertura nela, sendo a primeira placa posicionada sobre um primeiro lado da segunda chapa, de modo que o transdutor esteja adjacente à abertura; e uma terceira placa configurada para segurar uma placa de malha através da qual o líquido pode passar para formar gotículas em um segundo lado da segunda placa oposta ao primeiro lado, de modo que a placa de malha esteja adjacente à abertura, com a abertura, o transdutor e a placa de malha formando uma cavidade para segurar o líquido que deve ser nebulizado; e em que a segunda placa compreende ainda um canal de ventilação para ventilar a cavidade.

2. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela espessura da segunda placa geralmente definir a separação entre o transdutor e a placa de malha.

3. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma camada laminada disposta entre a primeira placa e a segunda placa para evitar o contato entre o transdutor e o líquido que deve ser seguro na cavidade.

4. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela camada laminada ser uma folha metálica.

5. NEBULIZADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pela espessura da camada laminada e a espessura da segunda placa geralmente definirem a separação entre o transdutor e a placa de malha.

6. NEBULIZADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos a segunda placa ser metálica.

7. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela segunda placa ser formada a partir de rolo de folha metálica.

8. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por pelo menos a segunda placa ser um rolo de folha de aço inoxidável.

9. NEBULIZADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela terceira placa e pela placa de malha serem presas de forma removível à segunda placa.

10. NEBULIZADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender ainda uma câmara de reservatório para conter o líquido que deve ser nebulizado, sendo a câmara de reservatório ligada à cavidade através de um canal de alimentação na segunda placa que está em comunicação fluida com a primeira abertura na segunda placa e um orifício na primeira placa.

11. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por pelo menos uma parte de uma borda inferior do orifício na primeira placa ter um perfil dentado ou serrilhado.

12. NEBULIZADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela primeira placa e pela segunda placa serem fixamente presas.

13. NEBULIZADOR, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela primeira placa e pela segunda placa estarem fixamente presas uma à outra com a utilização de um adesivo ou camada de ligação, e o adesivo ou a camada de ligação compreende partículas de espaçador em seu interior para a configuração da espessura do adesivo ou da camada de ligação em um valor predeterminado.

14. MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM NEBULIZADOR, sendo o método caracterizado por compreender: obtenção de uma segunda placa com uma abertura nela; fixação de uma primeira placa que é configurada para segurar um transdutor em um primeiro lado da segunda placa de modo que o transdutor esteja adjacente à abertura; e a fixação de uma terceira placa que é configurada para segurar uma placa de malha através da qual o líquido pode passar para formar gotículas em um segundo lado da segunda placa oposta ao primeiro lado, de modo que a placa de malha esteja adjacente à abertura, com a abertura, o transdutor e a placa de malha formando uma cavidade para segurar o líquido que deve ser nebulizado; e em que a segunda placa compreende ainda um canal de ventilação para ventilar a cavidade.