BRPI0611198A2

BRPI0611198A2 - sistemas e mÉtodos de vibraÇço

Info

Publication number: BRPI0611198A2
Application number: BRPI0611198-0A
Authority: BR
Inventors: Yehuda Ivri
Original assignee: Aerogen Inc
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2010-08-24
Also published as: US20230108057A1; SG163503A1; NO338334B1; AU2006249574A1; NZ563360A; IL187549A0; US9108211B2; EP1896662B1; CN101208123B; EP1896662A2; CR9631A; NO20075991L; MA29598B1; US20090134235A1; US20150340590A1; CA2607747A1; CN101208123A; US11389603B2; WO2006127181A3; EA012656B1

Abstract

Em uma ou mais modalidades, um sistema de vibração compreende uma placa vibratória, um membro de suporte que circunda a placa vibratória e um membro de indução de vibração que circunda o membro de suporte, onde o membro de indução de vibração é configurado para se expandir e contrair radialmente contra o membro de suporte, de modo a produzir uma vibração axial da placa vibratória. Em uma modalidade, a placa vibratória tem uma circunferência externa; o membro tubular é concentricamente disposto em torno da circunferência externa da placa, e um membro de indução de vibração anular é concentricamente disposto em torno da circunferência externa do membro tubular. O membro de indução de vibração preferencialmente é um anel piezoelétrico, que é radialmente expansível e contraível contra a parede do membro tubular, de modo a fazer com que a placa vibre na direção axial. Em uma outra modalidade, um sistema de geração de aerossol compreende um anel piezoelétrico que é radialmente expansível e contraível mediante uma atuação do mesmo; um membro tubular disposto no orifício central do anel piezoelétrico e uma placa de abertura vibratória circular disposta através do lúmen interno do membro tubular. O anel piezoelétrico é radialmente expansível e contraível contra o membro tubular para fazer com que a placa de abertura vibre na direção axial, e um reservatório de líquido é acoplado ao membro tubular, de modo a suprir o líquido para a placa de abertura vibratória e produzir um aerossol, mediante uma vibração do mesmo.

Description

SISTEMAS E MÉTODOS DE VIBRAÇAO

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o benefício do PedidoProvisório U.S. N° 60/684.720, depositado em 25 de maio de2005, intitulado "Aerosolizer System With ReusableComponents And Methods For Making", cuja exposição completaé incorporada aqui como referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere geralmente a um sistema devibração que transfere eficientemente uma vibração radial apartir de um membro de indução de vibração para a produçãode uma vibração axial em um membro vibratória através de ummembro de suporte que filtra uma vibração indesejável. Emmodalidades preferidas, um transdutor piezoelétrico imprimeuma oscilação ultra-sônica a uma placa vibratória,particularmente, uma placa de abertura (orifício) vibrandode um dispositivo gerador de aerossol, onde a placavibrando é perfurada com furos e é operável em um meiofluido. A invenção também pode ser útil no campo detransmissão de onda ultra-sônica em um meio fluidoincluindo, mas não limitando, um sonar submerso, um sonarde profundidade e um sonar de detecção de obstáculo.

Os dispositivos em que uma placa de abertura circularé vibrada usando-se um transdutor piezoelétrico na forma deum anel são bem conhecidos na técnica. Por exemplo, naPatente U.S. N0 4.605.167 de Maehara, uma placa vibratóriatendo pelo menos uma abertura de bocal ali é presa a umalojamento rígido e um anel piezoelétrico é preso à placavibratória para induzir ali um deslocamento para descargade uma pequena quantidade de líquido através da abertura debocal. Em outros dispositivos descritos na técnica, umaplaca vibratória circular é ligada diretamente ao anelpiezoelétrico e cobre a abertura central no anelpiezoelétrico; por exemplo, conforme descrito na PatenteU.S. N0 5.297.734 de Toda. Como outros exemplos, a PatenteU.S. N0 5.518.179 de Humberstone et al. , a Patente U.S. N05.261.601 de Ross et al. e a Patente U.S. N0 6.062.212 deDavidson et al. descrevem dispositivos de vibração em queuma placa vibratória circular é montada sobre a aberturacentral de um membro anular fino, ou "arruela", o qual éligado a um anel piezoelétrico. Quando atuado, o anelpiezoelétrico vibra radialmente, para fazer com que aarruela opere em um "modo de flexão" que vibra a placavibratória na direção axial. Quando estes tipos dedispositivos são fabricados, os componentes devem sercuidadosamente alinhados de forma concêntrica uns com osoutros, quando a placa vibratória for afixada à arruela e aarruela for posicionada sobre a abertura no anelpiezoelétrico.

A instalação de um transdutor ultra-sônico diretamentesobre um quadro rígido ou alojamento, tal como ensinado porMaehara, também é problemática. A razão é que o corpointeiro do transdutor vibra, com algumas porções vibrando auma amplitude pequena e algumas porções vibrando a umaamplitude amplificada. Quando o transdutor é instalado noacessório rígido, a amplitude de oscilação é reduzida. Umoutro problema com os arranjos da técnica anterior é que oanel piezoelétrico vibra naturalmente em três direções(isto é, nos eixos X, Y e Z) e transmite essa vibração paraa placa vibratória. As vibrações que são transmitidas paraa placa são sobrepostas e a contribuição da vibração axialpode ser cancelada ou parcialmente cancelada. Portanto, édesejável filtrar a vibração indesejável do elementopiezoelétrico e para usar apenas uma vibração em umadireção única, por exemplo, a direção axial. Tentativaspara se dirigir a este problema incluíram a montagem daplaca vibratória nos membros retentores resilientes, ou"garras", por exemplo, conforme descrito na Patente U.S. Nc6.450.419 de Martens III et al; o suporte de um transdutordo tipo bimorfo em anéis em O de borracha, por exemplo,conforme descrito na Patente U.S. N0 5.261.601 de Ross etal. e na Patente U.S. N0 5.518.179 de Humberstone et al.; ea manutenção do anel piezoelétrico no lugar com um ilhó,por exemplo, conforme descrito na Patente U.S. N0 6.293.4 74de Helf et al. e na Patente U.S. N° 6.382.522 de Tomkins et al.

Os dispositivos descritos acima traduzem a vibraçãoradial de um anel piezoelétrico em vibração axial de umaplaca perfurada para a distribuição de um líquido como umaerossol. Em um outro tipo de dispositivo, o transdutorpiezoelétrico pode ser tubular e pode se expandir econtrair axialmente (na direção do eixo geométrico centraldo tubo) para mover uma placa perfurada. Por exemplo, vejaa Patente U.S. N0 5.838.350 de Newcombe et al.

Geralmente, em um transdutor piezoelétrico que operaem um meio fluido, tais como aqueles usados emaerossolizadores, há uma necessidade de separação doelemento piezoelétrico do elemento vibratória, de modo queo elemento vibratória possa ser submerso no líquido e oelemento piezoelétrico possa ser eletricamente isolado dolíquido. Em alguns casos, esse isolamento pode ser providopelo envolvimento do elemento piezoelétrico com um materialelastomérico. Esse material, embora provendo um isolamentoelétrico, também tem características de absorção de energiaque amortecem a amplitude de oscilação do transdutorpiezoelétrico e, portanto, tem um efeito adverso sobre aeficiência do dispositivo.

Atualmente, há uma ampla variedade de aerossolizadorese nebulizadores. De interesse em particular são aqueles osquais vibram uma placa de abertura ou um outro elementopara a produção do aerossol. Os exemplos de alguns destesaerossolizadores são descritos nas Patentes U.S. N05.169.740, 5.938.117, 6.540.154, 5.586.550, 5.750.647,6.467.476, 6.014.970, 6.755.189, 6.814.071, 6.554.201,6.732.944, 6.615.824, 6.845.770 e 6.851.626, cada uma dasquais sendo incorporada aqui como referência em suatotalidade. Uma questão com os aerossolizadores(especialmente aqueles usados para aplicações médicasusando líquidos altamente corrosivos) é da contaminação eda corrosão das partes. Certas partes do aerossolizador quesão expostas a líquidos podem precisar ser lavadas oudescartadas de modo a se manter o aerossolizador em boaordem de trabalho. Muitas destas partes são difíceis delimpar e, uma vez que os transdutores piezoelétricos e suaeletrônica associada podem ser relativamente dispendiosos,torná-los descartáveis pode não ser economicamentepraticável. Portanto, pode ser desejável tornar certoscomponentes de aerossolizador removíveis ou substituíveis.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma ou mais modalidades da presente invenção sãodirigidas a um sistema de vibração que eficientementetransfere uma vibração radial a partir de um membro deindução de vibração para a produção de uma vibração axialem um membro vibratória através de um membro de suporte quefiltra uma vibração indesejável. Em um arranjo emparticular, o membro de indução de vibração pode ser umtransdutor piezoelétrico anular tendo uma abertura central,o membro vibratória pode ser uma placa circular fina e omembro de suporte pode ter uma seção transversal circularpara manutenção da placa circular; contudo, os componentestambém podem ter, possivelmente, outros formatos. Em outrosarranjos, o membro de indução de vibração é separável dasoutras estruturas, de modo que ele possa ser reusado paraoutras aplicações. Além disso, outros arranjos da presenteinvenção efetivamente isolam o membro de indução devibração de um contato com líquidos e, portanto, éparticularmente adaptado para operação em um meio fluido,por exemplo, em um ambiente de aerossol. Mais ainda, apresente invenção provê um método para auto-alinhamento doscomponentes de um sistema de vibração compreendendo um anelpiezoelétrico e uma placa vibratória circular, de modo atornar a fabricação do sistema simples e barata.

Em outras modalidades, o sistema de vibração dapresente invenção compreende uma placa vibratória circular,um membro tubular mantendo a placa vibratória e um anelpiezoelétrico acoplado ao membro tubular. A placavibratória pode ser disposta concentricamente no lúmen deum membro tubular de parede fina; e o anel piezoelétricopode ser posicionado concentricamente em torno dacircunferência externa do membro tubular na localização daplaca vibratória. O anel piezoelétrico é expansível econtrátil na direção radial, o que, por sua vez, faz comque as paredes do membro tubular se expandam e contraiam nadireção radial. Este movimento das paredes de membrotubular expande e contrai a circunferência externa daplaca, fazendo com que sua região média oscile (isto é,vibre) na direção axial. Uma vez que a circunferênciaexterna da placa vibratória da presente invenção éposicionada na abertura central do anel piezoelétrico emalinhamento com seu plano central, em contraste comsistemas anteriores, em que uma superfície da placavibratória (ou arruela concêntrica em torno da placa) épresa na superfície do anel piezoelétrico através daabertura central do anel piezoelétrico, a carga radialproduzida pelo anel piezoelétrico é aplicada maissimetricamente à placa vibratória da presente invenção.

Em uma modalidade, a placa vibratória pode ser umaplaca de abertura que inclui uma pluralidade de aberturasafuniladas e é preferencialmente em formato de domo. Aplaca de abertura pode ser acoplada a uma estrutura demontagem disposta no lúmen do membro tubular que mantém aplaca de abertura perpendicular ao eixo geométrico centraldo membro tubular.

Em uma outra modalidade, o membro tubular pode serfabricado a partir de um material metálico resistente àcorrosão, por exemplo, uma liga de paládio / níquel ou açoinoxidável, e ter paredes finas flexíveis, por exemplo, demenos de 0,5 mm de espessura. Em outras modalidades, omembro tubular pode compreender um material plástico, epode incluir pelo menos um segmento resiliente, porexemplo, um elastômero, disposto ali, que permite que omembro tubular seja comprimido e expandido pelo anelpiezoelétrico. Em uma outra modalidade, o anelpiezoelétrico pode ser removível do membro tubular ereusado para outras aplicações. Por exemplo, o membrotubular pode ser afunilado para formar uma "travaafunilada", onde o anel piezoelétrico é adaptado compressão com o membro tubular. Ainda em uma outramodalidade, o anel piezoelétrico pode ser permanentementeligado ao membro tubular para formar uma unidade integral.

Em uma modalidade, um membro tubular contendo umaplaca de abertura pode ser operacionalmente acoplado a umreservatório de líquido, ou o reservatório pode ser umaparte integral do membro tubular, de modo que um líquidoseja suprido para a placa de abertura no membro tubular.Desta forma, quando a placa de abertura é vibrada de acordocom a invenção, gotícuias de líquido são ejetadas a partirda placa de abertura na forma de um aerossol.Opcionalmente, um anel pode ser disposto em torno daperiferia externa do anel piezoelétrico, para ajudar navibração da placa de abertura em sua freqüência ressonante.Em modalidades em que o membro tubular e o anelpiezoelétrico não são integrados com um reservatório, anéisem O ou outros selos podem ser providos entre oreservatório e o membro tubular, para servirem como selosestanques a líquido que impedem uma contaminação do anelpiezoelétrico, e também provêem um amortecimento do anelpiezoelétrico e do alojamento de aerossolizador, desse modoaumentando a eficiência do sistema. Em uma outramodalidade, o membro tubular pode ser "adaptado compressão" (isto é, formar um "ajuste com interferência") coma abertura de descarga do reservatório.

Em uma modalidade da invenção, o reservatório e omembro tubular contendo a placa de abertura podem serintegrados como uma unidade única, e o anel piezoelétricopode ser deslizado sobre o reservatório do aerossolizadorpara formar um ajuste com pressão com o membro tubular.Desta forma, o anel piezoelétrico pode ser removido sem umacontaminação potencial de substâncias no reservatório ou nomembro tubular, ou de um aerossol produzido pela placa deabertura. Em uma outra modalidade, o anel piezoelétrico e omembro tubular podem ser ligados em conjunto como umaunidade integral.

O sistema de vibração da presente invenção pode serincorporado em uma variedade de produtos e pode serconectado a suprimentos de potência, eletrônica paravibração do membro de indução de vibração e similares. Emuma modalidade, o sistema de vibração da presente invençãoé conectado a um suprimento de potência usando-se umprimeiro fio que faz um contato elétrico com uma primeirasuperfície do anel piezoelétrico e um segundo fio que fazum contato elétrico com uma segunda superfície do membro deindução de vibração. Estes fios podem estar localizados emranhuras que circundam a superfície externa do alojamentonas quais o sistema de vibração está localizado, de modoque eles estejam isolados dos líquidos no reservatório edentro do membro tubular do sistema de vibração.

Os exemplos de produtos que podem empregar o sistemade vibração da presente invenção incluem ventiladores,sistemas de pressão de via aérea positiva contínua (CPAP),nebulizadores portáteis e similares, bem como dispositivosque utilizam uma transmissão de onda ultra-sônica em ummeio fluido, tais como, por exemplo, vários dispositivos desonar. Como um exemplo, um circuito de ventilador podecompreender um comprimento de tubulação, e o sistema devibração da presente invenção pode ser acopladooperacionalmente à tubulação para a introdução de umaerossol gerado pelo sistema de vibração no circuito deventilador. Como um outro exemplo, um aerossolizador podeser construído de um alojamento que tem um bocal e osistema de vibração da invenção pode ser disposto noalojamento, de modo que gotículas de líquido produzidaspela placa de abertura vibrando sejam ejetadas através dobocal e para o sistema respiratório do usuário.

Uma modalidade da invenção provê um método de exemplopara a feitura de um sistema de vibração, que compreende asetapas de inserção de uma placa vibratória em uma estruturade suporte que circunda a placa; circundar a estrutura desuporte incluindo a placa vibratória com um membro deindução de vibração que é configurado para se expandir econtrair radialmente; e atuação do membro de indução devibração para a produção de expansão e contração radiaiscontra o membro de suporte, para causarem uma vibraçãoaxial da placa vibratória.

Em uma modalidade em particular, um método de feiturade um sistema de vibração compreende as etapas de provisãode um membro tubular com um lúmen no sentido docomprimento, fixação de uma placa vibratória circular nolúmen, de modo que a placa vibratória seja perpendicular aoeixo geométrico central do membro tubular; provisão de umanel piezoelétrico que tem uma abertura central;posicionamento do membro tubular na abertura central doanel piezoelétrico, de modo que a circunferência externa domembro tubular esteja em contato com a circunferênciainterna da abertura e o membro de indução de vibraçãocircunde a placa vibratória no membro tubular; e fixação domembro de indução de vibração ao membro tubular.

Em uma outra modalidade, um método de vibração de umaplaca compreende as etapas de inserção de uma placavibratória em uma estrutura de suporte que circunda aperiferia inteira da placa, a usuário da estrutura desuporte incluindo a placa vibratória na abertura central deum membro de indução de vibração que é configurado para seexpandir e contrair radialmente, e atuação do membro deindução de vibração para a produção de uma expansão radiale uma contração contra o membro de suporte que causa umavibração axial da placa vibratória.

Em uma outra modalidade, um método de tratamento de umpaciente é provido, o qual compreende as etapas de provisãode um sistema de vibração que compreende uma placa deabertura vibratória circular que tem uma circunferênciaexterna, um membro tubular disposto concentricamente emtorno da circunferência externa da placa vibratória, onde omembro tubular tem uma circunferência externa, e um membrode indução de vibração anular disposto concentricamente emtorno da circunferência externa do membro tubular, onde omembro de indução de vibração é expansível e contrátilradialmente, para fazer com que a placa de abertura vibrena direção axial; suprimento de um medicamento líquido paraa placa de abertura através do membro tubular; atuação domembro de indução de vibração para vibração da placa deabertura e aerossolização do medicamento liquido; esuprimento do aerossol para um sistema respiratório depaciente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As Fig. Ia e Ib são vistas em perspectiva explodidasde um sistema de vibração da invenção.

A Fig. 2 é uma vista em seção transversal parcial dosistema de vibração montado das Fig. Ia e Ib.

As Fig. 3a e 3b são vistas laterais em seçãotransversal do sistema de vibração da Fig. 2.

A Fig. 4a é uma vista lateral em seção transversal deuma modalidade de um aerossolizador de acordo com ainvenção.

A Fig. 4b é uma vista em seção transversal parcial doaerossolizador mostrado na Fig. 4a.

A Fig. 4c é uma vista em perspectiva do aerossolizadormostrado na Fig. 4a.

A Fig. 4d é uma vista lateral em seção transversal deuma outra modalidade de um aerossolizador de acordo com ainvenção.

A Fig. 5a é uma vista em perspectiva de uma outramodalidade de um sistema de vibração de acordo com ainvenção.

A Fig. 5b é uma vista em seção transversal parcial dosistema de vibração mostrado na Fig. 5a.

A Fig. 6 é uma vista em perspectiva de uma outramodalidade de um sistema de vibração de acordo com ainvenção.

A Fig. 7 é uma vista em perspectiva de uma outramodalidade de um aerossolizador de acordo com a invenção.

A Fig. 7b é uma vista lateral em seção transversal doaerossolizador da Fig. 7a.

A Fig. 8 é uma vista lateral em seção transversal deuma outra modalidade de um sistema de aerossolizador deacordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Todas as publicações, as patentes e os pedidos depatente citados aqui, sejam supra ou infra, sãoincorporados, desse modo, como referência em sua totalidadeaté a mesma extensão como se cada publicação, patente oupedido de patente individual fosse específica ouindividualmente indicado para ser incorporado comoreferência.

Deve ser notado que, conforme usado neste relatóriodescritivo e nas reivindicações em apenso, as formassingulares "um", "uma", "o" e "a" incluem o plural, a menosque o conteúdo dite claramente de outra forma.

Uma referência aqui a "uma modalidade", "uma versão"ou "um aspecto" deve incluir uma ou mais dessasmodalidades, versões ou aspectos, a menos que claro deoutra forma a partir do contexto.

Em uma ou mais modalidades, o sistema de vibração dapresente invenção compreende uma placa vibratória, ummembro de suporte que circunda a placa vibratória e ummembro de indução de vibração que circunda o membro desuporte, onde o membro de indução de vibração é configuradopara se expandir e contrair radialmente contra o membro desuporte, de modo a produzir uma vibração axial da placavibratória. A descrição detalhada a seguir é dirigida a umamodalidade preferida da invenção, onde a placa vibratória écircular, o membro de suporte tem uma seção transversalcircular, por exemplo, um membro tubular (cilíndrico ouafunilado), no qual a placa vibratória circular é disposta,e o mèmbro de indução de vibração é um disco anular que temuma abertura central, isto é, um anel piezoelétrico, noqual o membro de suporte é disposto. Contudo, deve sercompreendido que a invenção não está limitada a estamodalidade.

O membro tubular pode ser fabricado a partir de ummetal resistente à corrosão, por exemplo, aço inoxidável(preferencialmente nos graus 316, 303 ou 416), titânio ouuma liga de cromo / níquel C-276 (por exemplo, Hastelloy®C-276). O membro tubular preferencialmente tem paredesrelativamente finas que podem ser efetivamente defletidaspelo anel piezoelétrico. Em uma modalidade, a espessura dasparedes do membro tubular está na faixa de 0,1 mm a 0,5 mm,preferencialmente de em torno de 0,25 mm. Em umamodalidade, o membro tubular pode ter uma estrutura deprateleira disposta em torno de sua superfície interna àqual a periferia da placa vibratória pode ser ligada, demodo que se estenda através do lúmen interno do membrotubular perpendicularmente ao seu eixo geométrico central.

Vários anéis piezoelétricos conhecidos na técnicapodem ser adequados para uso como o membro de indução devibração anular da presente invenção. Em uma modalidade, oanel piezoelétrico pode compreender qualquer materialexibindo propriedades piezoelétricas, por exemplo, ummaterial cerâmico piezoelétrico tal como titanato zirconatode chumbo (PZT) ou metaniobato de chumbo (PN) e podeassumir o formato de um disco de espessura substancialmenteconstante com um orifício central. Esses anéispiezoelétricos estão comercialmente disponíveis, porexemplo, a partir da American Piezo Ceramics, Inc. (APC),Mackeyville, Pennsylvania, e a partir da Morgan ElectroCeramics (MEC), Fairfield, Nova Jersey. O anelpiezoelétrico pode ser suprido com uma corrente elétricaalternada na freqüência selecionada a partir de uma fontede potência; por exemplo, o anel piezoelétrico pode sereletricamente conectado por fios a um controlador quecontém a eletrônica necessária para o controle da vibraçãodo anel piezoelétrico.

De acordo com a invenção, o membro tubular éposicionado na abertura central do anel piezoelétrico.

Quando atuado pelos campos elétricos alternados a partir docontrolador, o anel piezoelétrico se expande e contrai nadireção radial contra as paredes do membro tubular nasvizinhanças da placa vibratória. Este movimento das paredesdo membro tubular expande e contrai a periferia da placavibratória, desse modo forçando o centro da placavibratória a oscilar na direção axial, isto é, a se moverpara cima e para baixo ao longo do eixo geométrico centraldo membro tubular. Embora o anel piezoelétrico também possavibrar na direção axial e possa criar uma onda superficialtransversal, apenas a vibração radial pode ser transmitidapara a placa vibratória pelo membro tubular. Desta forma, asuperposição de modos de vibração conflitantes é eliminadae uma tradução eficiente de energia elétrica em movimentomecânico é realizada. A prática da presente invenção tambémpermite que o sistema de vibração seja instaladodiretamente em um corpo rígido, tal como o quadro ou oalojamento de um aerossolizador, um nebulizador ou de umoutro dispositivo, sem se ter uma transferência de vibraçãopara o corpo inteiro. Isto é principalmente porque asextremidades do membro tubular não vibram e, portanto,podem ser usadas para a instalação do sistema de vibraçãono corpo rígido.

A invenção pode ser particularmente útil quando omembro tubular for empregado para manter uma placa deabertura anular ou uma outra estrutura tendo umapluralidade de aberturas. Quando um líquido é aplicado a umlado da placa de abertura através do membro tubular e oanel piezoelétrico é atuado, a placa de abertura oscila deuma maneira que faz com que gotículas de líquido sejamejetadas a partir das aberturas. 0 aerossol resultanteentão pode ser distribuído pela extremidade aberta domembro tubular.

Um tipo particularmente útil de placa de abertura éuma que tem aberturas afuniladas que se afunilam a partirda superfície contatando o líquido até a superfície em queas gotículas são ejetadas. Também, em algumas modalidades,a placa de abertura pode ser em formato de domo, embora ainvenção não esteja limitada apenas a essas placas deabertura. As placas de abertura preferidas podem ter umaespessura na faixa de 20 a 100 mícrons. Os exemplos demateriais piezoelétricos que podem ser usados com ainvenção são descritos nas Patentes U.S. N0 6.235.177 e5.758.637, incorporadas aqui como referência. Em uma outramodalidade, o anel piezoelétrico pode ser vibrado a umafreqüência na faixa de em torno de 20 kHz a em torno de 500kHz, por exemplo, a em torno de 128 kHz. Em uma outramodalidade preferida, as gotículas podem ter um tamanhoadequado para uso em produtos farmacêuticos, por exemplo,na faixa de em torno de 3 micrômetros (μπι) a em torno de 6μm, e o líquido pode ser aerossolizado a uma taxa na faixade em torno de 5 a 20 microlitros/segundo.

Com referência, agora, às Fig. Ia, Ib e 2, umamodalidade da presente invenção será descrita. O sistema devibração 10 compreende uma placa vibratória 101, um membrotubular 102 e um anel piezoelétrico 103. O membro tubular102 tem uma circunferência externa 104 e uma circunferênciainterna 105, as quais em conjunto definem uma paredecilíndrica relativamente fina, preferencialmente tendo umaespessura na faixa de em torno de 0,1 mm a 0,5 mm. O centrooco (lúmen) de membro tubular 102 termina nas aberturas 106e 107 em extremidades opostas do mesmo. A estrutura demontagem 111 compreende uma crista circular que se projetaperpendicularmente a partir da circunferência interna 105para o lúmen de membro tubular 102 em uma localização,preferencialmente em uma localização central, entre asaberturas 106 e 107. 0 anel piezoelétrico 103 compreende umdisco anular de material piezoelétrico que tem um orifíciocentral 108 com uma circunferência 112 aproximadamenteigual à circunferência externa 104 de membro tubular 102. Aplaca vibratória 101 compreende um flange externo circular109 que circunda uma porção central vibratória circularfina 110.

Em um método de feitura do sistema de vibração 10, omembro tubular metálico 102 pode ser provido,primeiramente, com a estrutura de montagem 111 pela ligaçãode uma crista de metal em torno da circunferência interna105 em uma localização eqüidistante das extremidades 106 e107. A placa vibratória 101 então pode ser dispostaconcentricamente no lúmen de membro tubular 102 com asuperfície inferior de flange circula 109 posicionada sobrea superfície superior de estrutura de montagem 111 e com aperiferia externa de placa vibratória 101 se confinando coma circunferência interna 105. O flange externo 109 de placavibratória 101 pode ser preso na estrutura de montagem 111usando-se um procedimento de junção adequado, por exemplo,um processo metalúrgico tal como brasagem, soldagem,soldagem branca ou similar, ou um processo de ligaçãoquímica, tal como uma ligação adesiva.

Em uma modalidade preferida, um anel de brasagem de ummaterial de enchimento de brasagem resistente à corrosãoadequado, por exemplo, uma mistura de 70% de ouro e 30% decobre, pode ser posto entre a superfície superior deestrutura de montagem 111 e o flange externo 109 de placavibratória 101. O conjunto inteiro de membro tubular 102,placa vibratória 101 e anel de brasagem pode ser mantido nolugar por um peso posto sobre o topo de placa vibratória101. O conjunto pode ser posto em um forno e aquecido atéuma temperatura suficiente para a fusão da brasagem Ieajunção permanente das superfícies em conjunto em umprocedimento de brasagem convencional. Em uma outramodalidade, a placa vibratória 101 pode ser soldada comsolda branca à estrutura de montagem 111 usando-semateriais de soldagem branca, tal como um material de soldabranca de estanho / chumbo; contudo, este método pode nãoser adequado, se o conjunto for para ser exposto apreparações farmacêuticas ácidas. Em uma outra modalidade,a placa vibratória 101 pode ser presa à estrutura demontagem 111 por soldagem ultra-sônica ou a laser.

Uma vez que a placa vibratória 101 seja presa atravésdo lúmen de membro tubular 102, o membro tubular 102 podeser posicionado no orifício central 108 de anelpiezoelétrico 103. Em uma modalidade, o membro tubular 102pode ser posto em um acessório que mantém o membro tubular102 na vertical, e o anel piezoelétrico 103 pode serdeslizado no sentido do comprimento para baixo pelo membrotubular 102 até o anel piezoelétrico 103 circundar acircunferência externa 104 em uma localização diretamentecorrespondente à localização de estrutura de montagem 111 ea placa vibratória 101 na circunferência interna 105 demembro tubular 102. A circunferência externa 104 de membrotubular 102 e a circunferência 112 de orifício central 108no anel piezoelétrico 103 então podem ser ligadas emconjunto, por exemplo, pela deposição de um adesivo líquidoadequado em torno da junção de circunferência externa 104 ecircunferência 112 e curando-se o adesivo, por exemplo, comluz UV. 0 adesivo usado deve ser capaz de transferireficientemente a vibração do anel piezoelétrico 103 para omembro tubular 102. Embora, idealmente, o adesivo teria omódulo de elasticidade ("Módulo de Young") do anelpiezoelétrico, isto é, em torno de 60 GPa (gigapascal) ,para a obtenção da transferência final de vibração, istonão é possível para qualquer adesivo. A maioria dosadesivos estruturais (tal como um epóxi) tem um módulo deelasticidade de um material plástico, o qual pode ser de emtorno de 2 GPa, e deve ser adequado para a presenteinvenção, se curado até aproximadamente aquela rigidez.Como exemplos de adesivos adequados, uma menção pode serfeita de vários adesivos de epóxi e anaeróbicos, tais comoadesivos de epóxi curados com UV comercialmente disponíveisvendidos sob a marca registrada Loctite.

Conforme descrito previamente, o anel piezoelétrico103 é configurado para se expandir e contrair radialmentequando campos elétricos alternados forem comunicados paraele através de linhas elétricas. Por exemplo, conformeilustrado na Fig. 3a, o anel piezoelétrico 103 se contrairadialmente em direção a sua abertura central (direção D),quanto atuado por um primeiro campo elétrico. Estacontração radial faz com que o anel piezoelétrico 103 sejaempurrado para dentro ao longo da circunferência externa104 de membro tubular 102 nas vizinhanças da estrutura demontagem 111 e, desse modo, pince a parede de membrotubular 102. A restrição de membro tubular 102 faz com queo flange 109 também se restrinja radialmente e, comoresultado, a porção central 110 de placa vibratória 101 semove axialmente na direção A. Quando atuado por um segundocampo elétrico, conforme mostrado na Fig. 3b, o anelpiezoelétrico 103 se expande radialmente a partir de suaabertura central (direção D'), desse modo liberando apressão para dentro ao longo da circunferência externa 104de membro tubular 102. Este alívio de pressão permite que oflange 109 se expanda radialmente, o que faz com que aporção central 110 de placa de abertura 101 se movaaxialmente na direção A' para sua posição original. Umaalternância continuada de campos elétricos produz umaoscilação (vibração) de porção central 110 entre asposições mostradas nas Fig. 3a e 3b.

Conforme mencionado previamente, o sistema de vibraçãoda presente invenção é particularmente útil para aaerossolização de líquidos. As Fig. 4a, 4b e 4c ilustram umsistema de aerossolização (referido aqui como o"aerossolizador 40") de acordo com modalidades da presenteinvenção. Os mesmos números de referência são usados emcada uma das Figuras para uma referência ao mesmocomponente. Com referência, agora, à Fig. 4a, oaerossolizador 4 0 compreende o alojamento superior 4 01, oalojamento inferior destacável 405 e o sistema de vibração10 (por exemplo, veja a Fig. 2) . 0 sistema de vibração 10compreende o membro tubular 102, o anel piezoelétrico 103 ea placa vibratória 101. 0 alojamento superior 401compreende um reservatório 402 configurado para manter umvolume de líquido, por exemplo, um medicamento líquido, euma porção cônica 4 03 na extremidade inferior dereservatório 4 02 terminando em um tubo de descarga 4 04definido por paredes cilíndricas 406. Um tubo de encaixe407 definido pelas paredes cilíndricas 408 de alojamentosuperior 4 01 é concentricamente disposto em torno e envolvecompletamente o tubo de descarga 404.

O sistema de vibração 10 é adaptado para ser encaixadode forma destacável com o alojamento superior 401, com aseção superior de membro tubular 102 de sistema de vibração10 (isto é, aquela seção de membro tubular 102 acima doanel piezoelétrico 103) sendo configurada para ser ajustadacom pressão dentro do tubo de descarga 4 04, e com o anelpiezoelétrico 103 de sistema de vibração 10 sendoconfigurado para ser ajustado com pressão com o tubo deencaixe 4 07. Quando montada, a seção superior de membrotubular 102 de anel piezoelétrico 103 está plenamenteenvolvida pelo tubo de descarga 4 04 e a superfície de topode anel piezoelétrico 103 se confina com a extremidadeinferior de tubo de descarga 404. Esta combinação de ajustecom pressão de membro tubular 102 e tubo de descarga 4 04forma um selo estanque a líquido que impede um líquidodescarregado a partir do reservatório 4 02 no tubo dedescarga 4 04 de entrar em contato com o anel piezoelétrico 103.

O alojamento inferior 4 05 compreende o tubo derecebimento 411 definido pelas paredes cilíndricas 412, umflange anular 413 disposto concentricamente em torno dabase de tubo de recebimento 411 e uma câmara de aerossol414 definida por paredes cilíndricas 415. O alojamentoinferior 4 05 pode ser adaptado para ser encaixado de formadestacável com o sistema de vibração 10 e o alojamentosuperior 4 01, com a seção inferior de membro tubular 102 desistema de vibração 10 (isto é, aquela seção de membrotubular 102 abaixo do anel piezoelétrico 103) sendoconfigurada para ser ajustada com pressão dentro do tubo derecebimento 411 e com o flange anular 413 sendo configuradopara ser ajustado com pressão dentro do tubo de encaixe407. Quando montada, a seção inferior de membro tubular 102é plenamente envolvida pelo tubo de recebimento 411 e formauma passagem diretamente na câmara de aerossol 414. Asuperfície de fundo de anel piezoelétrico 103 se confinacom a extremidade superior de tubo de recebimento 411 paramanter de forma segura o sistema de vibração 10 no tubo deencaixe 4 07.Com referência, agora, às Fig. 4b e 4c, o anelpiezoelétrico 103 pode ser suprido com uma correnteelétrica pelos fios 416 e 417 a partir de baterias ou deuma outra fonte de potência (não mostrada) . Cada um dosfios 416 e 417 pode ser conformado em um arranjo de "grampoem C" e aninhado respectivamente em ranhuras 418 e 419cortadas em torno da periferia de paredes 415 de alojamentosuperior 401. A extremidade terminal 420 de fio 416 podeentrar no tubo de encaixe 4 07 através de uma abertura 422na parede 415 e fazer um contato elétrico com a superfíciesuperior de anel piezoelétrico 103. A extremidade terminal421 de fio 417 pode entrar no tubo de encaixe 407 atravésdo orifício 423 na parede 415 de alojamento superior 401 efazer um contato elétrico com a superfície inferior de anelpiezoelétrico 103.

A porção central 110 de placa vibratória 101 pode serde geometria em formato de domo, embora outros formatospossam ser usados. Também, a porção central 110 podeincluir aberturas que se afunilam a partir do lado traseiro(voltado para o reservatório 402) para o lado dianteiro.

Quando um aerossolizador 40 é colocado em uma orientaçãogeralmente vertical, o líquido a partir do reservatório 402pode ser enviado para e se apoiar no lado traseiro daporção central 110 pela força da gravidade. O anelpiezoelétrico 103 é configurado para se expandir e contrairradialmente, quando atuado por campos elétricos alternadossupridos pelos fios 416 e 417. Ao fazê-lo, a parede demembro tubular 102 também se contrai e expande. Destaforma, a porção central 110 vibra axialmente de modo aejetar gotículas de líquido a partir de seu lado dianteiroe para fora pela abertura na câmara de aerossol 414.

Uma vantagem de uso do sistema de vibração 10 é que oaerossolizador 40 pode ser construído de modo que o sistemade vibração 10 seja removível do alojamento superior 401 edo alojamento inferior 405. Desta forma, o sistema devibração 10 (o qual contém o anel piezoelétrico 103relativamente dispendioso) pode ser reusado em outrasaplicações. 0 alojamento superior 401 e o alojamentoinferior 405, os quais podem ser capazes de seremproduzidos de forma relativamente barata, podem serdescartados após um uso. Uma outra vantagem de uso dosistema de vibração 10 é que as extremidades de membrotubular 102 podem ser conectadas diretamente a corposrígidos, tal como a parede 4065 de alojamento superior 401e a parede 412 de alojamento inferior 405, sem se afetar aamplitude de placa de abertura 101. Isto permite que oaerossolizador 40 produza, mais eficiente, gotículas delíquido.

Com referência, agora, à Fig. 4d, o aerossolizador 40'é similar ao aerossolizador 40, e compreende um alojamentosuperior 401' contendo um reservatório 402', um alojamentoinferior destacável 405' contendo uma câmara de aerossol414' e o sistema de vibração 10', o qual compreende omembro tubular 102', o anel piezoelétrico 103' e a porçãocentral de placa de abertura 110'. Contudo, noaerossolizador 40', a seção superior de membro tubular 102'não é ajustada com pressão no tubo de descarga 404'(conforme mostrado na Fig. 4a), mas, ao invés disso, anéisem O 420 podem ser posicionados para preencherem um espaçoentre a seção superior de membro tubular 102' e tubo dedescarga 404' de alojamento 401'. Desta forma, um seloestanque a fluido é formado, que impede um líquido doreservatório 402' de contatar o anel piezoelétrico 103'. Demodo similar, os anéis em O 421 podem ser posicionados parapreencherem um espaço entre a seção inferior de membrotubular 102' e o tubo de recebimento 411' de alojamentoinferior 4 05', para a formação de um selo estanque alíquido que impede um aerossol produzido a partir da porçãocentral de placa de abertura 110' de contatar o anelpiezoelétrico 103'. Assim sendo, o anel piezoelétrico 103'pode ser protegido de uma contaminação que pode impedir queele seja reusável após a remoção do aerossolizador 40', semas dimensões apertadas requeridas para um ajuste compressão, conforme descrito em relação ao aerossolizador 40.

Uma vez que os anéis em O 420 e 421 são posicionados nassuperfícies de topo e de fundo de anel piezoelétrico 103' eservem para suspenderem o anel piezoelétrico 103' de umcontato direto com o alojamento superior 4 01' e oalojamento inferior 405', os anéis em 0 420 e 421 tambémpodem ter um efeito de amortecimento que reduz umatransferência indesejável de vibração do anel piezoelétrico103' para o alojamento superior 4 01' e o alojamentoinferior 405'.

Com referência, agora, às Fig. 5a e 5b, uma outramodalidade da invenção será descrita. 0 sistema de vibração50 compreende um anel piezoelétrico 502 que tem umaabertura central 5 04 e é adaptado para manter a placa deabertura 508 em seu lúmen interno 509, usando-se qualqueruma das técnicas descritas aqui. O membro tubular 506 podeser construído a partir de um material rígido, tal como umplástico duro, um metal, uma cerâmica ou similar. 0 membrotubular 506 opcionalmente pode incluir projeções 510 para aprovisão de um bom contato mecânico com o anelpiezoelétrico 502. Como uma alternativa, o membro tubular506 pode ser afunilado para se garantir um bom contatomecânico.

O membro tubular 506 pode incluir um ou mais segmentosresilientes 511 radialmente se estendendo a partir delocalizações em sua circunferência interna paralocalizações correspondentes em sua circunferência externa.

Estes segmentos podem ser construídos a partir de ummaterial elastomérico e posicionados em váriaslocalizações. Os segmentos resilientes 511 permitem que omembro tubular 506 seja construído de um material rígido(para se manter de forma segura a placa de abertura 508) ,enquanto também permitem que o membro tubular 506 seexpanda e contraia radialmente com o anel piezoelétrico502. Mais especificamente, como o membro tubular 506 érestrito pelo anel piezoelétrico 502, os segmentosresilientes 511 se comprimem, para redução do diâmetro delúmen 509. Quando o anel piezoelétrico 502 se expanderadialmente, os segmentos resilientes 511 se expandem paraaumentarem o diâmetro de lúmen 509. Daí, a quantidade deexpansão e contração pode ser variada, com base, em parte,no tamanho, no número e nos tipos de materiais resilientesusados.

Convenientemente, o sistema de vibração 50 pode seracoplado a um reservatório de um aerossolizador (nãomostrado), para se permitir que um líquido seja supridopara a placa de abertura 508. Também, outros sistemas deenvio de líquido poderiam ser usados da mesma forma, taiscomo sistemas de formação de mecha, e similares.Alternativamente, o sistema de vibração 50 pode serincorporado em outros sistemas, tais como nebulizadores,ventiladores e similares.

A Fig. 6 ilustra o sistema de vibração 50, conformemostrado nas Fig. 5a e 5b, com um anel externo 512 dispostoem torno da circunferência externa de anel piezoelétrico502, o qual, por sua vez, é disposto em torno do membrotubular 506. O anel 512 pode ser empregado para o ajuste dafreqüência de operação de anel piezoelétrico 502. Em muitasaplicações, é desejável operar o anel piezoelétrico 502 auma freqüência em torno de 130 kHz, a qual é a freqüênciaressonante aproximada da placa de abertura. Quando o anelpiezoelétrico 502 é construído a partir de um materialpiezocerâmico, sua freqüência é inversamente proporcional aseu diâmetro, onde:

f = (1/2 pir) X (E/P)1/2

Daí, se o diâmetro do anel piezoelétrico 502 fortornado maior, para redução da freqüência do anelpiezoelétrico, o anel piezoelétrico 502 poderá ser grandedemais para certas aplicações. Uma freqüência de operaçãobaixa de anel piezoelétrico 502 pode resultar, porque omaterial piezoelétrico é "macio" e pesado. Para se aumentara freqüência, sem aumentar o diâmetro, o anel externo 512(o qual pode ser construído de um material rígido e de pesoleve, tal como nitreto de silício) pode ser adicionado. Acombinação de anel 512 e anel piezoelétrico 502 serve paraaumentar a freqüência para a faixa desejada.

Com referência às Fig. 7a e 7b, uma modalidade de umsistema de aerossolização de acordo com a presente invençãoserá descrita. 0 sistema 80 inclui um aerossolizador que,por conveniência de discussão, inclui o sistema de vibração50 que tem o anel 512, conforme mostrado na Fig. 6, emboraseja apreciado que outros sistemas de vibração da invençãopoderiam ser usados da mesma forma. É acoplado (ou formadointegralmente com o) ao membro tubular 506 de sistema devibração 50 um recipiente 802 para manutenção de umliquido. Convenientemente, uma tampa 804 pode ser providapara fechamento do recipiente 802, após o preenchimentodele com líquido. Também é acoplada ao membro tubular 506uma saída 806, através da qual um aerossol produzido pelaplaca de abertura 508 pode ser distribuído. Anéis em 0 ouselos de gaxeta 8 05 podem ser dispostos entre o recipiente802 e o sistema de vibração 50 e entre o sistema devibração 50 e a saída 806, para a provisão de uma vedaçãoadequada e um amortecimento entre os componentes.

Um recurso em particula-r de sistema de aerossolização80 é que o anel piezoelétrico 502 tem um diâmetro internogrande o bastante para que ele possa deslizar sobre a saída806 e o recipiente 802. Desta forma, o sistema 80 pode serfacilmente montado e desmontado para a remoção do anelpiezoelétrico 502. Ainda, o anel piezoelétrico 502 nãoentra em contato com quaisquer líquidos e, portanto, podeser reusado com um outro sistema de aerossolização. Ainda,o recipiente 802, o membro tubular 506 e a placa deabertura 508 podem ser construídos para serem relativamentebaratos, de modo que eles possam ser descartados seguindo-se a um uso. Também, o sistema 8 0 pode ser facilmenteincorporado em outros sistemas, tais como nebulizadoresportáteis, ventiladores e similares.

Em operação, o recipiente 8 02 é preenchido com umlíquido e a tampa 804 é colocada no lugar. 0 anelpiezoelétrico 502 é deslizado sobre o recipiente 802 eposto sobre o membro tubular 506. Uma corrente elétrica ésuprida para o anel piezoelétrico 502 para fazer com queele se expanda e contraia. Ao fazê-lo, um líquido que estáem contato com a placa de abertura 508 é ejetado comogotículas de líquido para a saída 806. Seguindo-se ao uso,o recipiente 8 02 pode ser recompletado, ou pode serdescartado, enquanto se poupa o anel piezoelétrico 502.

A Fig. 8 ilustra uma outra modalidade da invenção,onde o sistema de aerossolização 90 inclui um membrotubular 906 que compreende uma extremidade afiada 901 e umaextremidade de descarga 903. Conforme descrito previamente,o membro tubular 906 também contém uma placa de abertura(não mostrada) através de seu lúmen interno. O anelpiezoelétrico 904 é disposto em torno do membro tubular906. Quando o sistema de aerossolização 90 não está em uso,a extremidade afiada 901 pode ter uma cobertura (nãomostrada) que o protege de danos e contaminação. Quandopronto para uso, a cobertura pode ser removida e aextremidade afiada 901 pode ser inserida através do topo demembrana de um frasco 902, o qual contém um líquido 905 aser aerossolizado. 0 líquido 905 então é enviado através daextremidade afiada 901 e do lúmen de membro tubular 906para a placa de abertura contida ali. O anel piezoelétrico904 pode ser atuado para vibrar a placa de abertura e,desse modo, aerossolizar o líquido 905 da maneira descritapreviamente. O aerossol resultante então é distribuídoatravés da extremidade de descarga 903. Após o uso, ofrasco 902 pode ser removido da extremidade afiada 901 edescartado, o anel piezoelétrico 904 pode ser removido doconjunto para reutilização, e o conjunto remanescente podeser descartado.

Conforme mencionado previamente, os aerossolizadoresdescritos aqui podem ser incorporados em outros sistemas.Os exemplos de sistemas de ventilador são descritos, porexemplo, no Pedido co-pendente de Patente U.S. N010/828.765, depositado em 20 de abril de 2004, cujaexposição completa é incorporada aqui como referência. 0sistema descrito aqui é particularmente útil em terapias depressão de via aérea de pressão positiva contínua (CPAP)neonatais e infantis. Assim sendo, um aerossolizador dapresente invenção pode ser acoplado a um ventilador comoesse ou circuito de CPAP para suprimento de um medicamentoaerossolizado para um sistema respiratório de paciente, porexemplo, através de um dispositivo de interface depaciente. Quando o tratamento é terminado, oaerossolizador, ou certos componentes do mesmo, podem serremovidos e reusados, enquanto outros componentes dosistema podem ser descartados.

Como um outro exemplo, o aerossolizador da presenteinvenção pode ser incorporado em um nebulizador, tal comodescrito no Pedido co-pendente de Patente U.S. N010/833.932, depositado em 27 de abril de 2004, cujaexposição completa é incorporada aqui como referência. 0nebulizador compreende um alojamento principal acoplado aum alojamento de aerossolizador, o qual pode compreender umsistema de aerossolização, tal como descrito previamente emrelação ao aerossolizador 4 0 mostrado nas Fig. 4a, 4b e 4c,incluindo um reservatório para manutenção de um medicamentolíquido que é para ser aerossolizado e um sistema devibração de acordo com a presente invenção tendo uma placade abertura com uma pluralidade de aberturas afuniladas seestendendo entre uma primeira superfície e uma segundasuperfície, conforme descrito nas Patentes U.S. N°5.164.740, 5.586.550, 5.758.637 e 6.085.740, cujosconteúdos inteiros são incorporados aqui como referênciapara esta. O nebulizador também pode ter um bocal acopladoao alojamento principal. Pelo menos uma porção do membrotubular do sistema de vibração da presente invenção podeser disposto no alojamento, de modo que gotí cuias delíquido sejam ejetadas através do bocal para se permitirque um paciente inale o medicamento aerossolizado. Asaberturas na placa de abertura podem ser dimensionadas paraa produção de um aerossol no qual em torno de 70% ou maisdas gotículas em peso têm um tamanho na faixa de em tornode 1 a em torno de 5 micrômetros. Seguindo-se ao uso, oalojamento de aerossol pode ser removido do alojamentoprincipal. O líquido pode ser recompletado, ou um ou maiscomponentes podem ser substituídos. Por exemplo, o sistemade vibração pode ser removido e reusado com um outronebulizador.

Uma modalidade da presente invenção provê um método detratamento de um paciente que exibe um ou mais sintomas deinfecção ou outra doença ou distúrbio respiratório. 0método geralmente compreende as etapas de: provisão de umsistema de vibração que compreende uma placa de aberturavibratória circular que tem uma circunferência externa, ummembro tubular disposto concentricamente em torno dacircunferência externa da placa vibratória, onde o membrotubular tem uma circunferência externa, e um membro deindução de vibração anular disposto concentricamente emtorno da circunferência externa do membro tubular, onde omembro de indução de vibração é expansivel e contrátilradialmente para se fazer com que a placa de abertura vibrena direção axial; suprimento de um medicamento líquido parao sistema de vibração; atuação do membro de indução devibração para vibração da placa de abertura eaerossolização do medicamento; e suprimento doaerossolizador para o sistema respiratório do paciente.

Um gerador de aerossol de acordo com a presenteinvenção tem a capacidade de produzir um fluxo alto deaerossol em relação à entrada de potência. Por exemplo,quando uma solução salina padrão (NaCl a 2%) é usada, avazão de aerossol tendo um diâmetro mediano volumétrico(VMD) de 4 mícrons pode ser de 15 microlitros/segundo e oconsumo de potência do gerador pode ser de 3 Watts.

A invenção foi descrita, agora, em detalhes, para finsde clareza e compreensão. Contudo, será apreciado quecertas mudanças e modificações podem ser praticadas noescopo das reivindicações em apenso.

Claims

1. Sistema de vibração caracterizado por compreender:uma placa vibratória;um membro de suporte que circunda a placa vibratória,o membro de suporte alinhado a placa vibratória; eum membro de indução de vibração que circunda o membrode suporte, onde o membro de indução de vibração éconfigurado para se expandir e contrair radialmente contrao membro de suporte, de modo a produzir uma vibração axialda placa vibratória.

2. Sistema de vibração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da placa vibratória sercircular, do membro de suporte ter uma seção transversalcircular na qual a placa vibratória circular é disposta, edo membro de indução de vibração ser um disco anular quetem uma abertura central na qual o membro de suporte édisposto.

3. Sistema de vibração, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do membro de suporte compreenderum membro tubular de parede fina e do membro de indução devibração ser um anel piezoelétrico.

4. Sistema de vibração caracterizado por compreender:uma placa vibratória circular que tem umacircunferência externa;um membro tubular disposto concentricamente em tornoda circunferência externa da placa, o membro de suportealinhado a placa vibratória, onde o membro tubular tem umacircunferência externa; eum membro de indução de vibração anular dispostoconcentricamente em torno da circunferência externa domembro tubular, onde o membro de indução de vibração éexpansível e contraível radialmente contra o membro tubularpara fazer com que a placa vibre na direção axial.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato da placa incluir uma pluralidade deaberturas afuniladas.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato da placa ter uma espessura na faixade em torno de 20 mícrons a em torno de 100 microns.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato da placa ser em formato de domo.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de compreender ainda umreservatório de líquido o qual é adaptado para suprir olíquido para a placa.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato do membro tubular incluir umaextremidade afunilada adaptada para extrair líquido apartir de um frasco de líquido pela perfuração de umamembrana cobrindo uma abertura no referido frasco.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato do membro tubular ter uma espessurade parede na faixa de em torno de 0,1 mm a em torno de 0,5 mm.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato do membro de indução de vibraçãocompreender um anel piezoelétrico.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do membro tubular incluir pelomenos um segmento resiliente disposto ali.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do anel ser disposto em torno dacircunferência externa do anel piezoelétrico para ajustar afreqüência de operação do anel piezoelétrico.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de compreender ainda uma estruturade montagem disposta dentro do membro tubular, a estruturade montagem suportando a placa vibratória circular.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo flato de compreender ainda um controladorpara controle da expansão radial e da contração do membrode indução de vibração e fios conectando o controlador aomembro de indução de vibração.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato do membro de indução de vibraçãoser removível do membro tubular.

17. Método de vibração de uma placa caracterizado porcompreender as etapas de:inserção de uma placa vibratória em uma estrutura desuporte que circunda a placa;alinhamento da placa vibratória utilizando a estruturade suporte;circundar a estrutura de suporte incluindo a placavibratória com um membro de indução de vibração que éconfigurado para se expandir e contrair radialmente; eatuação do membro de indução de vibração para aprodução de uma expansão e de uma contração radial contra omembro de suporte para se causar a vibração axial da placavibratória.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato de o membro de suporte filtrar umavibração além da vibração axial.

19. Método para vibração de uma placa caracterizadopor compreender:a provisão de uma placa que tem uma circunferênciaexterna e um membro tubular disposto em torno dacircunferência externa da placa, o referido membro tubulartendo uma circunferência externa;o alinhamento da placa vibratória utilizando aestrutura de suporte;a provisão de um anel piezoelétrico concentricamenteposicionado em torno da circunferência externa do membrotubular em uma localização coincidente com a circunferênciaexterna da placa; ea expansão e a contração radialmente do anelpiezoelétrico contra o membro tubular, de modo a se fazercom que a placa vibre na direção axial.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato do anel piezoelétrico ser vibrado auma freqüência na faixa de em torno de 20 kHz a em torno de 500 kHz.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato da placa incluir uma pluralidade deaberturas, e pelo fato de compreender ainda o suprimento deum líquido para a placa para aerossolizar o líquido comogotículas de líquido.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato das gotículas terem um tamanho nafaixa de em torno de 3 micrômetros a 6 micrômetros, e dolíquido ser aerossolizado a uma taxa de em torno de 5microlitros/segundo a em torno de 20 microlitros/segundo.

23. Método, de acordo com a reivindicação 21,caracterizado pelo fato de compreender ainda o acoplamentodo reservatório ao membro tubular para suprimento dolíquido para a placa.

24. Sistema de geração de aerossol caracterizado porcompreender:um anel piezoelétrico que tem um orifício central comuma circunferência interna adaptada para se expandir econtrair radialmente, quando eletricamente ativado;pelo menos uma conexão elétrica para o referido anelpiezoelétrico para uma atuação elétrica do mesmo um membrotubular disposto no orifício central do anel piezoelétrico,o referido membro tubular tendo uma circunferência externaem contato com a circunferência interna do referidoorifício central e uma parede cilíndrica que define umlúmen interno se estendendo pelo comprimento do membrotubular;uma placa de abertura vibratória circular adaptadapara aerossolizar um líquido mediante uma vibração axial damesma;onde a placa de abertura é disposta através do lúmeninterno do membro tubular e em contato com a circunferênciainterna do lúmen em uma localização coincidente com acircunferência interna do orifício central do anelpiezoelétrico, o membro tubular incluindo uma estrutura demontagem para suportar a placa de abertura; eum reservatório de líquido acoplado ao membro tubular,de modo a suprir líquido para a placa de aberturavibratória, segundo o que uma expansão e uma contraçãoradiais do anel piezoelétrico contra a parede do membrotubular faz com que a placa de abertura vibre na direçãoaxial e aerossolize o líquido.

25. Sistema de geração de aerossol, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato da placavibratória ser em formato de domo e ter uma pluralidade deaberturas afuniladas.

26. Sistema de geração de aerossol, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato do anelpiezoelétrico compreender um material cerâmicopiezoelétrico.

27. Sistema de geração de aerossol, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato de compreenderainda um circuito de um sistema de ventiladoroperacionalmente conectado ao membro tubular, de modo adistribuir o aerossol gerado pela referida placa deabertura vibratória no referido circuito.

28. Sistema de geração de aerossol, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato do anelpiezoelétrico, do membro tubular, da placa de aberturavibratória e do reservatório serem dispostos no alojamentode um nebulizador que tem um bocal.

29. Método de fabricação de um sistema de vibraçãocaracterizado por compreender:o alinhamento de uma placa vibratória em um membro desuporte que circunda a placa vibratória; ea colocação em torno do membro de suporte de um membrode indução de vibração configurado para se expandir econtrair radialmente contra o membro de suporte para aprodução de uma vibração axial da placa vibratória.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29,caracterizado pelo fato do membro de suporte ser tubular edo alinhamento incluir a colocação da placa vibratóriadentro do membro de suporte tubular e em contato com umaestrutura de montagem do membro de suporte tubular.

31. Método de fabricação de um sistema de vibraçãocaracterizado por compreender:a provisão de um membro tubular que tem um lúmen nosentido do comprimento;o alinhamento e a fixação de uma placa vibratóriacircular no lúmen, de modo que a placa seja perpendicular ae cubra o lúmen do membro tubular;o posicionamento do membro tubular no orifício centralde um anel piezoelétrico, de modo que a placa vibratóriadentro do lúmen do membro tubular seja circundada pelo anelpiezoelétrico em contato com a circunferência externa domembro tubular; ea fixação do anel piezoelétrico ao membro tubular.

32. Método de fabricação de um sistema de vibração, deacordo com a reivindicação 31, caracterizado porcompreender ainda as etapas de:ligação de uma crista em torno da circunferênciainterna do membro tubular;posicionamento da placa vibratória sobre a crista; ebrasagem ou soldagem da placa vibratória à crista.

33. Método de fabricação de um sistema de vibração, deacordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato doanel piezoelétrico ser ligado ao membro tubular com umadesivo capaz de eficientemente transferir uma vibração doanel piezoelétrico para o membro tubular.

34. Método de tratamento de um paciente caracterizadopor compreender:o fornecimento de um sistema de vibração quecompreende uma placa de abertura vibratória que tem umacircunferência externa, o fornecimento de um membro dealinhamento tubular concentricamente disposto em torno dacircunferência externa da placa vibratória, o membro dealinhamento tubular tendo uma estrutura de montagem paramanter a placa vibratória, onde o membro de alinhamentotubular tem uma circunferência externa, e um anelpiezoelétrico concentricamente disposto em torno dacircunferência externa do membro de alinhamento tubular emuma localização coincidente com a circunferência externa daplaca vibratória, suprindo um medicamento líquido para aplaca de abertura;a atuação elétrica do anel piezoelétrico para expandire contrair radialmente a parede do membro de alinhamentotubular em torno da circunferência externa da placa deabertura, desse modo se fazendo com que a placa de aberturavibre na direção axial e aerossolize o medicamento; eo suprimento do aerossol para o sistema respiratóriodo paciente.

35. Método de tratamento de um paciente, de acordo coma reivindicação 34, caracterizado pelo fato do aerossol sersuprido para o sistema respiratório do paciente através docircuito de um ventilador ou de um sistema de CPAP.

36. Método de tratamento de um paciente, de acordo coma reivindicação 34, caracterizado pelo fato do aerossol sersuprido para o sistema respiratório do paciente através deum nebulizador que tem um bocal.

37. Sistema de vibração caracterizado por compreender:um membro de alinhamento tubular que tem uma paredecilíndrica que define um lúmen longitudinal;uma placa vibratória presa à estrutura de montagem deparede cilíndrica e disposta através do lúmen; eum meio para se imprimir uma vibração radial à paredecilíndrica do membro tubular, de modo a se produzir umavibração axial na placa vibratória.

38. Sistema de vibração, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato da placa vibratória ser umaplaca de abertura que tem uma superfície traseira emcontato com um líquido e uma superfície dianteira oposta aela, onde as gotículas de líquido são ejetadas a partir dasuperfície dianteira para a formação de um aerossol,mediante a referida vibração axial da placa de abertura.

39. Dispositivo gerador de aerossol caracterizado porcompreender:uma placa vibratória;um membro de alinhamento para receber e manter a placavibratória em uma posição predeterminada; eum membro de indução de vibração em comunicação com omembro de alinhamento.

40. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 39,caracterizado pelo fato de uma porção do dispositivo serdisponível.

41. Sistema de vibração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do membro de indução de vibraçãoestar em alinhamento co-planar com uma periferia da placavibratória.