BR112018008491B1 - Dispositivo de nebulização portátil - Google Patents
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Abstract
"DISPOSITIVO DE NEBULIZAÇÃO ASSÉPTICO EM AEROSSOL. A presente invenção refere-se a um dispositivo de nebulização portátil que inclui um gerador sônico (200), uma fonte de energia (502) acoplada ao gerador sônico, ao menos um reservatório (302) contendo um primeiro líquido, e um conduto do ao menos um reservatório é fornecido. O gerador sônico inclui um conversor e uma corneta alongada que compreende uma primeira seção de corneta (206) acoplada ao conversor e uma segunda seção de corneta fisicamente conectada à primeira seção de corneta (208) e removível da mesma. A energia sônica fornecida para a primeira seção de corneta é conduzida para a segunda seção de corneta. O conduto (218) transporta o líquido do ao menos um reservatório para a segunda seção de corneta para uma abertura de aplicação distal da primeira seção de corneta.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de nebulização asséptico que emprega um gerador sônico permanente e um reservatório de líquido e bocal descartáveis.
[0002] Os dispositivos de nebulização e/ou aspersão são frequentemente usados para aplicação de líquidos cosméticos e de cuidados com a saúde em geral. Sistemas de baixo custo empregam conta-gotas e/ou frascos comprimíveis com algum tipo de bocal através do qual o líquido é forçado para fornecer uma dosagem e tamanho de gota relativamente não controlados.
[0003] Sistemas caros podem empregar bombas medidoras e/ou componentes formadores de aerossol caros. Por exemplo, Hseih et al., US 7992800 e Hseih et al. Publicação de Pedido de Patente US N°. 20120318260 descrevem nebulizadores acionados por acionadores piezoelétricos e/ou magnéticos para gerar uma névoa em aerossol.
[0004] Outros exemplos incluem a parceria de tecnologia CLP EP615470B1; Hailes et al., US7550897; e Brown et al. US7976135, que descrevem o aparelho de projeção de líquido empregando transdutores para projetar gotículas de líquido a partir de uma face externa de um bocal.
[0005] Finalmente, Terada et al. US6863224; Yamamoto et al. US6901926; e Esaki et al. US8286629 descrevem dispositivos de atomização de líquido ultrassônicos.
[0006] Infelizmente, esses componentes caros podem ser contaminados por meio de usos repetidos e exigem limpeza cuidadosa ou descarte.
[0007] O que é necessário é um sistema de custo relativamente baixo para aplicação de doses controladas e nebulizações com tamanho de partícula/gotícula de aerossol.
[0008] Surpreendentemente, verificou-se que a atomização ultrassônica de um líquido através de um gerador sônico que inclui uma corneta sônica alongada de duas partes, sendo que a extremidade distal da corneta é descartável e tem ao menos um bocal de tamanho submilimétrico disposto na extremidade do mesmo fornece uma atomização asséptica barata separando o líquido contido no reservatório das porções duráveis do gerador sônico.
[0009] Em uma modalidade, um dispositivo de nebulização portátil inclui um gerador sônico, uma fonte de energia acoplada ao gerador sônico, ao menos um reservatório contendo um primeiro líquido, e um conduto do ao menos um reservatório. O gerador sônico inclui um conversor e uma corneta alongada que compreende uma primeira seção de corneta acoplada ao conversor e uma segunda seção de corneta fisicamente conectada à primeira seção de corneta e removível da mesma. A energia sônica fornecida para a primeira seção de corneta é conduzida para a segunda seção de corneta. O conduto transporta o líquido do ao menos um reservatório para a segunda seção de corneta para uma abertura de aplicação distal da primeira seção de corneta.
[00010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de nebulização asséptico portátil de acordo com uma modalidade da invenção.
[00011] A Figura 2 é uma seção transversal do dispositivo de nebulização asséptico portátil da Figura 1.
[00012] A Figura 3 é uma vista em planta lateral do gerador sônico e do sistema de aplicação de líquidos da modalidade da Figura 1.
[00013] A Figura 4 é uma seção transversal da seção de aplicação de líquido da modalidade da Figura 3.
[00014] A Figura 5 é uma seção transversal da seção de aplicação de líquido de uma modalidade alternativa da presente invenção.
[00015] A presente invenção refere-se a um dispositivo de nebulização sônico portátil que é mais econômico que os dispositivos de nebulização sônicos convencionais, pois o gerador sônico relativamente caro e a corneta são isolados dos líquidos dispensados pelo dispositivo de nebulização. Em uma forma desses dispositivos, a corneta é formada acoplando-se fisicamente duas seções em conjunto - uma primeira seção é acoplada de modo permanente ao gerador sônico e uma segunda seção descartável é conectada de modo operacional a um reservatório de líquido e é acoplável de modo removível à primeira seção. O líquido a ser dispensado é aplicado a partir da segunda seção em um local isolado da primeira seção, e o líquido dispensado do dispositivo é direcionado para longe da primeira seção de modo que a primeira seção não seja contaminada pelo líquido e os líquidos dispensados do dispositivo subsequentemente não sejam contaminados pelos líquidos anteriormente dispensados. Exemplos desse sistema são mostrados abaixo.
[00016] Uma modalidade de um dispositivo de nebulização asséptico portátil é mostrada na Figura 1. O dispositivo de nebulização portátil 100 (incluindo um gerador sônico 200, um sistema de aplicação de líquido 300 e um sistema de controle e energia elétrica 400) útil para formar um aerossol que compreende gotículas de líquido (chamado na presente invenção de "névoa" ou "pluma") está contido no interior de um compartimento 500. O gerador sônico 200 inclui um conversor 202 e uma corneta alongada 204 que tem uma primeira seção 206 acoplada ao conversor 202 e uma segunda seção 208 fisicamente conectada à primeira seção 206 e removível da mesma. A segunda seção 208 tem uma primeira extremidade 210 para conexão à primeira seção 206 e a uma segunda extremidade distal 212, oposta à primeira extremidade 210. A segunda seção 208 inclui uma abertura de aplicação 214 disposta na extremidade distal 212, uma porta de entrada 216 disposta entre a primeira extremidade e a extremidade distal 210, 212 e um conduto 218 disposto no interior da segunda seção 208 entre a porta de entrada 216 e a abertura de aplicação 214. A extremidade distal 212 se estende a partir do compartimento 500. O conversor 202 é acoplado ao sistema de controle e energia elétrica 400 através de conexões elétricas, como fios.
[00017] O sistema de aplicação de líquido 300 inclui um reservatório 302 com uma porta de saída 304 e um conduto 306, nesta modalidade, o conduto 306 é um espaço anular constrito por um par de anéis de vedação 308. O líquido é alimentado por gravidade à porta de saída 304. O conduto 306 conduz o líquido do reservatório 302 para a porta de entrada 216 da segunda seção 208 da corneta alongada 204. Conforme indicado acima, o líquido fornecido para a porta de entrada 216 pode então ser dispensado para a atmosfera a partir da abertura de aplicação 214.
[00018] O tamanho, o formato e a disposição da(s) abertura(s) de aplicação 214 definem a pluma de névoa gerada pelo dispositivo de nebulização 100. A(s) abertura(s) de aplicação 214 é(são) dimensionada(s) para fornecer uma névoa em aerossol. De preferência, cada abertura de aplicação tem uma dimensão máxima (através da abertura) menor que cerca 200 microns (μm), com mais preferência, entre cerca de 50 e cerca de 150 μm. As aberturas de aplicação preferenciais são genericamente circulares, mas o versado na técnica pode modificar isso para obter propriedades de aerossol especificamente desejadas. O número de aberturas de aplicação é selecionado para fornecer um fluxo de nebulização desejado.
[00019] A fim de reduzir o custo de operação do dispositivo de nebulização portátil 100 das Figuras 1 a 4, o compartimento 500 inclui uma primeira seção eletromecânica 502 que abriga componentes incluindo o gerador sônico 200 (incluindo a primeira seção de corneta 206) e o sistema de controle e energia elétrica 400 e uma segunda seção de líquido 504 que abriga o reservatório 302 e a segunda seção de corneta 208. A seção de líquido 504 pode ser firmemente fixada a uma seção eletromecânica reutilizável 502.
[00020] O sistema de controle e energia elétrica 400 inclui uma fonte de energia, como uma bateria recarregável 402, que é eletricamente conectada a uma porta de carga elétrica (não mostrada) disposta no compartimento 500. O sistema de controle e energia elétrica 400 inclui também uma chave liga/desliga 404, disposta no compartimento 500, e um ou mais painéis de controle 406. A fonte de energia é, de preferência, substituível e/ou recarregável e pode incluir dispositivos como um capacitor ou, com mais preferência, uma bateria. Em uma modalidade atualmente preferencial, a fonte de energia 402 é uma bateria recarregável incluindo, sem limitação, células à base de lítio, incluindo baterias de polímero de lítio. Um exemplo de uma fonte de energia interna é uma célula de polímero de lítio que fornece tensão de cerca de 3,7 V que tem uma capacidade de ao menos cerca de 200 miliamperes por hora (mAh).
[00021] Com mais detalhes, conforme mostrado esquematicamente na Figura 3, o gerador sônico 200 e a corneta alongada 204 têm um comprimento À. O gerador sônico 200 e a primeira seção 206 da corneta alongada 204 se combinam até um comprimento de aproximadamente ^ À, e a segunda seção 208 também tem um comprimento de aproximadamente ^ À. A porta de entrada 216 da segunda seção 208 está situada aproximadamente no ponto médio de seu comprimento. Dessa forma, a porta de entrada 216 da segunda seção 208 é aproximadamente % À da primeira extremidade 210 que está conectada à primeira seção 206.
[00022] Embora o sistema de aplicação de líquido 300 descrito acima inclua um reservatório 302 com o uso de uma alimentação de líquido por gravidade, o versado na técnica reconhecerá que outros sistemas podem ser usados. Por exemplo, o fornecimento de líquido pode ser melhorado incluindo-se uma bomba ou um sistema de pressurização do reservatório para forçar o líquido para dentro do conduto. Alternativamente, ou adicionalmente, um ou mais dos seguintes podem ser usados: pipeta, seringa, reservatório retrátil ou bolsa comprimível.
[00023] Uma modalidade alternativa do sistema de aplicação de líquido 300’ que emprega uma segunda seção de corneta alternativa 208' é mostrada em seção transversal na Figura 5 e inclui dois reservatórios separados, 302a e 302b, cada um tendo uma porta de saída 304a e 304b em comunicação líquida com os condutos respectivos 306a e 306b e os condutos da segunda seção de corneta 218a e 218b para fornecer os líquidos para as aberturas de aplicação 214a e 214b. Cada reservatório 302a e 302b pode conter um líquido separado. O sistema pode então ser usado para fornecer um ou os outros líquidos, mediante o controle do fornecimento através das portas de saída 304a e 304b e por fim as aberturas de aplicação 214a e 214b, conforme indicado pelas setas 220a e 220b. Alternativamente, ambos os líquidos podem ser fornecidos simultaneamente para as aberturas de aplicação 214a e 214b para formar uma pluma de mistura formada por ambos os líquidos. Nesta modalidade, o sistema pode fornecer líquidos que precisam ser separados durante o armazenamento.
[00024] Os líquidos dispensados a partir do dispositivo 100 podem ser aquosos e podem incluir agentes terapêuticos, reagentes, proteínas, e similares.
[00025] O versado na técnica reconhecerá a montagem geral do dispositivo de nebulização sônico portátil da presente invenção. No entanto, é importante considerar a interação dos seguintes elementos. A primeira das duas seções de corneta deve intertravar de forma segura para minimizar a perda de energia devido à transferência de movimento ineficiente entre elas para minimiza o acúmulo de calor e maximizar o controle da pluma de aerossol resultante. Como a primeira seção de corneta 206 é geralmente metálica, de preferência, de alumínio e/ou de titânio, a segunda seção de corneta 208 deve ser produzida a partir dos mesmos materiais ou, possivelmente, de um plástico rígido compatível. Por exemplo na modalidade das Figuras 1 a 4, a segunda seção de corneta 208 pode ser formada de metal ou de plástico projetado e usinado ou moldado dentro de tolerâncias adequadas para encaixar no receptáculo na extremidade distal da corneta alongada. Uma lista não limitadora de materiais úteis inclui resinas acetais (como disponível junto à DuPont® Engineering Polymers sob a marca DELRIN®), poliéter éter cetonas, resinas de poliéter imida (PEI) termoplástica amorfa (como disponível junto à SABIC sob a marca ULTEM®).
[00026] O reservatório pode ser formado por materiais menos dispendiosos e/ou mais facilmente manuseados, como poliolefinas, poliésteres, poliestirenos e similares.
[00027] O compartimento pode ser fabricado por moldagem por injeção de plástico ou qualquer outra técnica adequada, e é, de preferência, ergonômico e adaptado para se ajustar confortavelmente à mão do usuário. Em uma modalidade preferencial, o compartimento tem uma dimensão linear (comprimento) máxima de até cerca de 20 cm, com mais preferência, até cerca de 15 cm e com a máxima preferência até cerca de 10 cm. De preferência, a dimensão máxima perpendicular ao comprimento é de 8 cm, com mais preferência, de 5 cm.
[00028] Em uma modalidade preferencial, a seção de líquido 504 é removível da seção eletromecânica 502 de modo que as duas seções de corneta fiquem intertravadas de modo seguro.
[00029] A presente invenção é útil no fornecimento de plumas de aerossol de soluções de medicação e/ou hidratação de uma maneira mais higiênica do que a atualmente fornecida. A geração sônica de plumas de aerossol pode fornecer névoas muito finas, tendo um tamanho de gotícula entre cerca de 20 e cerca de 60 μm, dado pela faixa de frequências prática para a corneta ultrassônica entre 20 kHz e 200 kHz. Conforme indicado acima, como os geradores sônicos são mais caros que os frascos comprimíveis e de aspersão tradicionais, é importante separar o gerador sônico e as cornetas caras e reutilizáveis dos reservatórios de líquido potencialmente descartáveis e relativamente baratos. Portanto, em uso, uma seção de líquido substituível 502, pode ser inserida de maneira deslizante na seção eletromecânica 504 ou rosqueada à mesma. Qualquer cobertura protetora (por exemplo, tampa 506) pode ser removida da(s) abertura(s) de aplicação 214 e o dispositivo de nebulização 100 pode ser energizado.
[00030] Para criar uma pluma de aerossol, a chave 404 é pressionada, e o gerador sônico 200 fornece energia à corneta alongada 204. O líquido do reservatório 302 é extraído para o conduto 306 e o conduto da corneta 218 para fornecer líquido para a(s) abertura(s) de aplicação 214. Essa sequência pode ser repetida até o reservatório ser esvaziado. A seção de líquido agora vazia 504 pode ser removida e uma nova seção de líquido 504, incluindo uma nova segunda seção de corneta 208 e a(s) abertura(s) de aplicação 214, é fixada. A nova segunda seção de corneta 208 e a(s) abertura(s) de aplicação 214 não estão contaminadas como resultado do uso anterior do dispositivo de nebulização.
[00031] O relatório descritivo e as modalidades acima são apresentados para auxiliar o entendimento completo e não limitador da invenção aqui descrita. Como muitas variações e modalidades da invenção podem ser feitas sem se afastar de seu espírito e escopo, a invenção fundamenta-se nas concretizações em anexo mais adiante neste documento.
Claims (7)
1. Dispositivo de nebulização portátil, caracterizado pelo fato de que compreende: a) um gerador sônico (200) compreendendo um conversor e uma corneta alongada (204) compreendendo uma primeira seção de corneta (206) acoplada ao conversor e uma segunda seção de corneta (208) fisicamente conectada à primeira seção de corneta (206) e removível da mesma, de modo que energia sônica fornecida à primeira seção de corneta (206) seja conduzida para a segunda seção de corneta (208); b) uma fonte de energia acoplada ao gerador sônico (200); c) pelo menos um reservatório (302) contendo um primeiro líquido; d) um conduto do pelo menos um reservatório (302) para fornecer o primeiro líquido através da segunda seção de corneta (208) para uma abertura de aplicação distal à primeira seção de corneta (206).
2. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reservatório (302) e a segunda seção de corneta (208) são descartáveis.
3. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é aquoso.
4. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido compreende um agente terapêutico.
5. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um segundo reservatório contendo um segundo líquido e um segundo conduto do segundo reservatório para fornecer o segundo líquido através da segunda seção de corneta (208) para uma segunda abertura de aplicação próxima à primeira abertura de aplicação.
6. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo líquidos compreendem reagentes.
7. Dispositivo de nebulização portátil, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo líquidos compreendem proteínas.
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