CN103933645A - 有效控制超微细雾化颗粒输出的医疗微网片雾化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有效控制超微细雾化颗粒输出的医疗微网片雾化器，其中在盛药容器的喷雾模块的前方设置一筛选器，当喷雾模块将药液喷出形成雾化气体时，使该喷出的雾化气体再次撞击该筛选器而产生更微细的雾化气体颗粒(约5μm以下)，让病患更容易吸收药剂；此外，本雾化器还可以在盛药容器设置药液循环回流系统，藉以可自动地将雾化气体颗粒落下后集中形成的药液吸回至盛药容器内再喷雾输出，使病患接受足够药量治疗，大幅减低药剂浪费，减少多余药液丢弃于外界时对环境所造成的药害污染。

Description

有效控制超微细雾化颗粒输出的医疗微网片雾化器

技术领域

本发明涉及胸腔喷雾吸入治疗的医疗应用领域。

背景技术

在胸腔吸入治疗的医疗应用上，采用雾化器将液体药剂雾化成包含无数微细颗粒的类似气体状态(以下称“气雾”)，且气雾颗粒大小必须小于5μm才能被肺部支气管吸收。由于气雾输出的颗粒大小呈平均分布状态，而有效的胸腔吸入治疗要求气雾输出必须有50%以上比例是小于5μm的颗粒分子；但目前已知的医疗微网片雾化器在医疗上不能够有效筛选出合格的气雾颗粒输出给病患，亦即合格与不合格的药雾会一起输出，其合格的颗粒分子比例不明，无法精确控制医嘱的用药量。

此外，已知的胸腔吸入治疗用的雾化器在将药液喷出后，除了部分气雾被人体吸收外，其它部分气雾则只能随处飘散，不仅浪费医疗资源，且造成环境污染，健康的人体吸收了该气雾药剂后会残留在体内造成不良影响。

美国专利第6629646号揭露一种响应电信号以产生喷射液滴的流体喷射装置，其包括一个在表面设有一个或多个锥形孔的振荡器，每个孔具有第一和第二开口，且第一开口大于第二开口；其第一开口用来接触要喷射的流体的表面张力；与锥形孔壁相互作用的流体则形成在压缩和解压缩之间循环，使得流体从该大开口被牵引而从小开口喷出。该装置包括一个流体供给喷嘴，用以将流体输送至该孔的大开口；一排出阀则控制流体的供给。一电子波发生器在锥形孔表面诱导振荡。该装置用于流体的雾化与喷射。

美国专利第6863224号则揭露一种液体喷雾装置，其具有贮存药液的瓶罐部；利用音波振动器可将瓶罐部的药液供给到前端部；该前端部则顶接具有多个微细孔而且与音波振动器的筛孔构件。其中的瓶罐部包含有大容量部份，以及经由开口与该大容量部份连通且相对于音波振动器的小容量部份所构成。该小容量部份形成为液体在音波振动器的前端部及筛孔构件之间的接触部近旁接触。藉此，其主要诉求在于不必另外设置药液的给液装置，使得可以在低成本的条件下提高可靠度、耐久性与整理保养。

德国专利第102009001867号揭露一种使用于病人的药液喷雾器，其具有一个用来提供振动能量的驱动单元；一聚合物层，其包含有分布在一驱动器底座用以接收振动能量来产生流体滴液的多个开口；一锥形的金属能量传导体被连该聚合物层，并且包含有与聚合物层的开口相对应位置上的开口部；一与该传导体连接并能产生振动能量的环形振动源(例如超音波振动器)。其藉由环形振动源作动时产生振动，将附着于聚合物层上的药液振荡而出形成气体化的微细颗粒。

综观前述的先前专利或其它已知相关胸腔吸入治疗用喷雾器的技艺，不管是使合金材质的筛孔构件(或称微网片)固定不动，利用超音波组件震动将液体挤压出筛孔构件产生气雾(如美国专利第6,6863,224号)。或是使超音波震动组件结合能量传动金属环(合称喷雾模块)与合金材质微网片一起震动，进而将液体挤压出微网片产生气雾(如美国专利第6,629,646号)。还是使超音波震动组件结合能量传动金属环(合称喷雾模块)与塑料高分子材质微网片一起震动，而将液体挤压出微网片产生气雾(如德国第10 2009 001 867号)。此些形式的雾化器所产生的气雾颗粒大小，部分需迁就于微网片孔径的大小与网孔形状，致使喷雾模块输出的气雾颗粒大小，由0.5μm到50μm之间呈随机分布。然而，医疗用的胸腔喷雾吸入治疗要求标准则是小于5μm以下的气雾颗粒必须占总体气雾输出比例的50%以上；因此，前述已知的先前专利对医疗用胸腔喷雾吸入治疗领域有以下缺点：

a.为了得到小于5μm的气雾颗粒，微网片的网孔直径必须小于或等于5μm以下，但此类微网片的制作成本极高，且输出小于5μm的气雾分子比例也不一定符合50%以上。

b.相较于小于5μm以下的气雾颗粒可被病患吸入，其它大于5μm以上的气雾颗粒无法被病患吸收于肺部支气管，只是化成药水浪费掉。这个现象导致医生处方签开出的用药量必须加倍才能抵消不被吸收的大颗粒气雾输出，十分浪费医疗资源；或是病患真正吸入胸腔治疗的用药量不足以治疗疾病。

c.大于5μm以上无法被病患吸收的气雾颗粒，部分逸散于空气中，部分则化成药水后丢弃，造成药物污染空气与水源的二次环境污染。

发明内容

本发明的其中一目的，在于解决已知用于胸腔吸入治疗领域的喷雾器，其用来产生直径5μm以下的微网片的网孔，必须采用极精密的制造技术才能达成，以致于制造成本极高，直接抬升喷雾器价格的问题。

本发明的另一目的，在于解决已知用于胸腔吸入治疗领域的喷雾器，其产生的直径大于5μm以上无法被病患吸收的气雾颗粒会直接化成药水浪费掉；致使用药量必须加倍才能抵消不被吸收的大颗粒气雾输出，或是病患真正吸入胸腔治疗的用药量不足以治疗疾病的问题。

本发明的再一目的，在于解决已知用于胸腔吸入治疗领域的喷雾器，其所喷出的大于5μm以上无法被病患吸收的气雾颗粒，部分逸散于空气中，部分则化成药水后丢弃，造成药物污染空气与水源的二次环境污染的问题。

基于前述，本案发明人专注于胸腔喷雾吸入治疗医疗的领域应用，提供一种包含有筛选器(particle sorter)﹑药液循环回流系统与喷雾模块的雾化器。其主要特征是在盛药容器的喷雾模块的前方设置一筛选器，当喷雾模块将药液喷出形成雾化气体时，使该喷出的雾化气体再次撞击该筛选器而产生更微细的合格雾化气体颗粒(约5μm以下)，让病患更容易吸收药剂，达成医师药物处方用量有效输出，减少药量浪费。

本发明在雾化器设置的所述药液循环回流系统，将喷出药液容器后的雾化气体撞击筛选器,而再化成的药液累积于喷雾模块的微网片外侧，再利用虹吸原理将该累积的药水自动输送回药液容器内重新喷雾，并可多次循环喷雾及回流不间断，直到药液容器内的药水用完为止。

本发明的主要技术手段，包含一具有盛药空间及药液出口的盛药容器，与一设于该药液出口并电性连接动力源的喷雾模块，所述药液通过该药液出口接触作动中的所述喷雾模块时，被该喷雾模块产生的高速振动撞击而形成无数微小颗粒的雾化气体而喷出；本发明在盛药容器位于该喷雾模块的雾化气体喷出方向设置一与该喷雾模块具有一距离并且可阻挡该喷出的雾化气体的筛选器，使该喷出的雾化气体再次撞击该筛选器后产生更微细的雾化气体颗粒。

本发明设于盛药容器的药液循环回流系统，包含有一连接该盛药容器的收集容器，该收集容器具有一最低位置，邻接该最低位置的盛药容器设有一第一开口，且该盛药容器高于该第一开口的位置设有一连通该盛药空间的第二开口，该第一开口与第二开口密闭地连接一导管，藉以在该药液出口与该第一开口被药液封闭，且该盛药空间产生负压力时形成虹吸作用，进而自动地将集中于该最低位置的药液抽吸进入该盛药空间。

为了使被筛选器隔离下来的大直径气雾分子有效被收集起来回收，以及方便使用者对准鼻部喷雾，本发明在所述收集容器设有一轴向对应该筛选器且呈倾斜的气雾导出管，藉由该气雾导出管的倾斜面，使气雾化成的药液得以被导引回流至收集容器的最低位置。

依据所需要喷出的药液颗粒直径的大小，本发明可以选择该筛选器是一种板体，该板体朝向喷雾模块的一表面可以是平面﹑凹面或凸面。该平面﹑凹面或凸面的表面可以设置多个适当大小的凹孔或凸粒。该筛选器的面积可以大于或小于所对应的喷雾模块的面积。并且能在制造本雾化器的程序中，调整筛选器与喷雾模块的距离；例如，使板体的表面与喷雾模块的距离大于或小于该板体的直径。

附图说明

图1为显示本发明雾化器结构的前视平面剖视图；

图2为显示本发明雾化器外观结构的侧视平面视图；

图3为显示本发明的喷雾模块喷出气雾后，利用筛选器将气雾再分解成更微小颗粒的实施例局部平面示意图；

图4为显示本发明雾化器设有药液回流系统的前视平面剖视图；

图5为显示本发明的药液回流系统将位于收集容器最低位置的药液抽吸回流至盛药容器内的实施例局部平面示意图；

图6为显示本发明的筛选器为一平板的实施例示意图；

图7为显示本发明的筛选器为具有内凹弧面的板体的实施例示意图；

图8为显示本发明的筛选器为具有凸出弧面的板体的实施例示意图；

图9为显示本发明的筛选器在朝向喷雾模块的一表面设有多个凹孔的实施例局部平面剖视图；以及

图10为显示本发明的筛选器在朝向喷雾模块的一表面设有多个凸粒的实施例局部平面剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1   盛药容器

10  盛药空间

10A 下空间

101 底面

11  注药口

12  药液出口

13  药液回流系统

131 收集容器

132 气雾导出管

133 最低位置

134 第一开口

135 第二开口

136 导管

2   喷雾模块

21  微网片

22  超音波振荡器

3   筛选器

31  表面

32  凹孔

33  凸粒

34  脚架

4   电力源

L   药液

R   大颗粒气雾分子

F   微细颗粒气雾分子

具体实施方式

以下配合图式及组件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1与图2所示，本发明提供的雾化器，是一种用于胸腔吸入治疗的医疗用喷雾装置，其包含有一盛药容器1与一连接在盛药容器1下方的动力源4；盛药容器1具有一位于上方的盛药空间10，以及位于下方用以连通动力源4的下空间10A；盛药空间10的底面101为一斜面，在接近底面101的盛药容器1侧壁设置一适当直径的药液出口12，以及在盛药容器1的上端设置一注药口11；本雾化器在生产制程中，经由注药口11将药液注入盛药空间10内，然后以密封塞(图中未显示)封住注药口11，避免药液渗出盛药容器1。

盛药容器1的药液出口12设置有一喷雾模块2，该喷雾模块2是一种用来将盛药空间10中的药液喷出并产生雾化气体形态(即气雾)的模块化装置，其属于已知的技艺；例如，此喷雾模块2可以是如美国专利6629646号所揭露的在表面设有一个或多个锥形孔的振荡器；也可以是如美国专利6863224号所揭露的包含音波振动器与筛孔构件；或是如德国专利102009001867号所揭露的具有一个用来提供振动能量的驱动单元与一聚合物层。如图1所示，在本发明的实施例中，此喷雾模块2包含有一环形的超音波振荡器22，并在该超音波振荡器22的环形中间孔连接设置一具有多个微小洞孔的微网片21；藉此，当超音波振荡器22作动时，可以驱动微网片21在超音波振荡器22的轴向产生高速振动。

设在盛药容器1下方的电力源4，基本上是一种内部为电池室并设置有相关电路板(图中未显示)的壳体，该电力源4的部分组件可以被容纳于盛药容器1的下空间10A中；电池室内提供安装电池之用，所述电路板则与喷雾装置2的超音波振荡器22以导电线电性连接，因此，可以由电池提供超音波振荡器22作动所需要的电力。

再如图1所示，本发明进一步在盛药容器1位于喷雾模块2的雾化气体喷出方向设置有一与该喷雾模块2具有一距离并且可阻挡喷出的雾化气体的筛选器3，使喷出的雾化气体再次撞击筛选器3后产生更微细的雾化气体颗粒。在本发明的实施例，所述筛选器3是一种板体，该板体朝向喷雾模块的一表面31可以是平面(如图6所示)，也可以是凹面(如图7所示)，或是将表面31设为凸面(如图8所示)。该平面﹑凹面或凸面的表面31可以设置多个适当大小的凹孔32(如图9所示)，或是在表面31上设置多个凸粒33(如图10所示)。所述表面31的面积，所述凹面或凸面的弧度﹑凹孔32或凸粒33的数量与大小，筛选器3与喷雾模块2之间的距离，则是可以依喷出气雾颗粒的大小而调整的，例如，使板体的表面与喷雾模块的距离大于﹑等于或小于该板体的直径；其调整程序在此雾化器于工厂制造时即予设定完成，消费者无法自行改变设定的规格。所述筛选器3设置在喷雾模块2的气雾喷出方向的方式，可以在筛选器3的周边设置多个脚架34，再将脚架34的端部固定盛药容器1的外侧壁或其它组件。

如图3所示，本雾化器藉由前述的筛选器3，当盛药空间10内盛装了药液L时，药液L会沿着底面101流至药液出口12而接触微网片21，但因为微网片21上的多个微小网孔孔径甚小，以致于药液L的表面张力会将网孔塞住而无法通过网孔；此时，当喷雾单元2被启动而使超音波振荡器22作动时，微网片21会被超音波振荡器22牵动而产生轴向高速振动，进而将顶住微网片21的网孔的药液L推出网孔而产生大颗粒气雾分子R，大颗粒气雾分子R撞击到筛选器3后则会分裂成更细小的微细颗粒气雾分子F，此微细颗粒气雾分子F会从筛选器3的周边飘出，以提供使用者进行吸入式治疗。

藉由前述喷雾模块2配合筛选器3的设置，微网片21的网孔直径便可以较低廉的成本制造成大于5μm，使得喷出的大颗粒气雾分子R的直径亦大于5μm，再使5μm以上的大颗粒气雾分子R撞击到筛选器3后分裂成直径为5μm以下的微细颗粒气雾分子F，使得整个雾化器的制造成本得以降低。

如图4所示，本发明甚至可以进一步在此雾化器设置用来将气雾化成药液后进行回收的药液回流系统13，以避免药液浪费及造成二次环境污染。所述药液回流系统13包含有一收集容器131﹑一设于盛药容器1接近下端的外侧壁的第一开口134，以及设于接近盛药空间10上端的内侧壁的第二开口135，第一开口134与第二开口135之间以一导管136连接并相通，且导管136两端分别与第一开口134及第二开口135形成密封；所述导管136可以隐藏地设在盛药容器1的侧壁内部预留的通道，并且绕开药液出口12。所述收集容器131连接于盛药容器1，并且具有一倾斜的气雾导出管132，该倾斜的气雾导出管132的低端对应于筛选器3与喷雾模块2的位置；收集容器131还具有一最低位置133，且该最低位置133邻接且连通所述第一开口134。在此实施例中，设于筛选器3的各脚架34端部可以被固定在收集容器13的内部，以使筛选器3对应喷雾模块2的喷出气雾方向的位置。

如图5所示，藉由此结构，当盛药空间10内盛装了药液L时，药液L会沿着底面101流至药液出口12而接触微网片21，但因为微网片21上的多个微小网孔孔径甚小，以致于药液L的表面张力会将网孔塞住而无法通过网孔；此时，当喷雾单元2被启动而使超音波振荡器22作动时，微网片21会被超音波振荡器22牵动而产生轴向高速振动，进而将顶住微网片21的网孔的药液L推出网孔而产生大颗粒气雾分子R，大颗粒气雾分子R撞击到筛选器3后则会分裂成更细小的微细颗粒气雾分子F，此微细颗粒气雾分子F会从筛选器3的周边飘出，以提供使用者进行吸入式治疗。部分大颗粒气雾分子R与微细颗粒气雾分子F则会落入最低位置133成化药液，气雾导出管132内的部分微细气雾分子F也会落于倾斜的气雾导出管132内径化成药液，再沿着斜面流下至最低位置133，最低位置133内的药液则会堵住第一开口134，致使盛药空间10﹑第二开口135与导管136的通路无法产生对流而在盛药空间10形成负压力，进而产生虹吸作用，使得最低位置133内的药液L可以通过第一开口134﹑导管136与第二开口135进入盛药空间10内；换言之，原本已被喷出成气雾但未被吸收的药液可以被回收重复再喷雾使用，藉此避免了药液的浪费，也避免了对环境造成二次污染。

以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图具以对本发明做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (11)

1.一种有效控制超微细雾化颗粒输出的医疗微网片雾化器，包含有一具有盛药空间及药液出口的盛药容器，与一设于该药液出口并电性连接动力源的喷雾模块，所述药液通过该药液出口接触作动中的所述喷雾模块时，被该喷雾模块产生的高速振动撞击而形成无数微小颗粒的雾化气体而喷出，其特征在于，该盛药容器位于该喷雾模块的雾化气体喷出方向设置有一与该喷雾模块具有一距离并且可阻挡该喷出的雾化气体的筛选器，使该喷出的雾化气体再次撞击该筛选器后产生更微细的雾化气体颗粒。

2.如权利要求1所述的雾化器，其特征在于，所述盛药容器设有一药液循环回流系统，该药液循环回流系统可自动地将该雾化气体颗粒落下后集中形成药液并回收至该盛药容器内。

3.如权利要求2所述的雾化器，其特征在于，所述药液循环回流系统包含有一连接该盛药容器的收集容器，该收集容器具有一最低位置，邻接该最低位置的盛药容器设有一第一开口，且该盛药容器高于该第一开口的位置设有一连通该盛药空间的第二开口，该第一开口与第二开口密闭地连接一导管，藉以在该药液出口与该第一开口被药液封闭，且该盛药空间产生负压力时形成虹吸作用，进而自动地将集中于该最低位置的药液抽吸进入该盛药空间。

4.如权利要求3所述的雾化器，其特征在于，所述收集容器设有一轴向对应该筛选器且呈倾斜的气雾导出管。

5.如权利要求3所述的雾化器，其特征在于，所述筛选器为一板体，该板体朝向该喷雾模块的一表面为平面﹑凹面或凸面。

6.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该筛选器的面积大于所对应的该喷雾模块的面积。

7.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该筛选器的面积小于所对应的该喷雾模块的面积。

8.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该板体朝向该喷雾模块的一表面设有多个凹孔。

9.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该板体朝向该喷雾模块的一表面设有多个凸粒。

10.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该板体的所述表面与该喷雾模块的距离大于该板体的直径。

11.如权利要求5所述的雾化器，其特征在于，该板体的所述表面与该喷雾模块的距离小于该板体的直径。