CN107123354A - 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成 - Google Patents

分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成 Download PDF

Info

Publication number
CN107123354A
CN107123354A CN201710360548.0A CN201710360548A CN107123354A CN 107123354 A CN107123354 A CN 107123354A CN 201710360548 A CN201710360548 A CN 201710360548A CN 107123354 A CN107123354 A CN 107123354A
Authority
CN
China
Prior art keywords
particulate
flower
inhalator
respiratory tract
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710360548.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107123354B (zh
Inventor
谭淞文
谭松林
谭越
谭旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Dawning Pharmaceutical Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710360548.0A priority Critical patent/CN107123354B/zh
Publication of CN107123354A publication Critical patent/CN107123354A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107123354B publication Critical patent/CN107123354B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

本发明提供的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成主要包括吸入器、呼吸道模型设备、呼吸段弯道微粒收集器、肺部模型设备、肺部模型右侧弯道微粒收集器、肺部模型左侧弯道微粒收集器和抽气泵。本发明提供的设备，创新性的采用了人体学设备，融合设计了符合空气动力学的弯道微粒收集器，突破了传统设备仅能分离不同尺寸微粒的能力，在满足能分选不同尺寸微粒的基础上，还能将花形或其他外形的微粒进行分选，特别的能用于干粉吸入剂花形微粒载体在混合微粒中的分离，提升了医药载体的制备工艺，实用性较高。

Description

分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成
技术领域
本发明涉及一种微粒分选器，具体涉及一种分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成。
背景技术
干粉吸入剂载体是运载药物分子到达肺部深处的工具，基于肺部气管结构和理化特性，载体最佳尺寸在1~5微米，以花形或糙面球形形貌为佳。通过结晶制备、研磨或其他方法生产的微粒载体，由于微、纳制备技术的精密度有限，形貌和尺寸常呈正态分布，需要对生产的微粒载体进行分选。
现有技术记载了一种“颗粒分离器”（申请号CN02815701.X），采用电场分离设备将空气中的带点微粒进行分离，效果较好，但由于干粉吸入剂的载体多为糖类载体（例如乳糖），呈中性，无法在电场中分离。
现有技术记载了一种“气流式颗粒分选器和流化床反应器及其应用”（申请号CN201210420999.6），通过改变导向出风口，根据大小微粒惯性的不同，用风力分选出大、小微粒，对于尺寸分离效果较好，但该法无法分选出不同形貌的微粒。
现有技术记载了一种“射流吸入颗粒物料风力分选器”（申请号CN201010590628.3），通过采用渐缩管式的分选管道产生负压，将颗粒较重的物质从气流中分选出来，对于尺寸分离效果较好，但同样难以分选出不同形貌的微粒。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，在能分离不同尺寸微粒的基础上，还能将花形或其他外形的微粒进行分选，特别的能用于干粉吸入剂花形微粒载体在混合微粒中的分离。
为了实现上述目的，本发明提供了一种分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成主要包括吸入器、呼吸道模型设备、呼吸段弯道微粒收集器、肺部模型设备、肺部模型右侧弯道微粒收集器、肺部模型左侧弯道微粒收集器和抽气泵，吸入器出气口与呼吸道模型设备进气口连通，呼吸道模型设备内弯道的中下部与呼吸段弯道微粒收集器的入口连通，呼吸道模型设备出气口与肺部模型设备进气口连通，肺部模型设备内气道中右侧各弯道的中下部与肺部模型右侧弯道微粒收集器的各入口连通，肺部模型设备内气道中左侧各弯道的中下部与肺部模型左侧弯道微粒收集器的各入口连通，肺部模型设备的出气口与抽气泵的进气口通过管道连通。
如上所述的整个系统在运行时的气体流速为10~100L/min。
应当说明的是，气体流速控制了颗粒随空气的流动能力，当气体流速太小时（<10L/min），颗粒无法随空气迁移太远，达不到分离效果，当气体流速太大时（>100L/min），容易形成湍流，大小颗粒不规则混合、难以被分离。
如上所述的吸入器主要包括进粉口、吸入器进气口、气粉混合腔、吸入器格栅、吸入器出气腔和吸入器出气口；运行时，进粉口为待分选的混合微粒载体粉末的入口，吸入器进气口进入的气体优选为低湿度、低或常温气体，吸入器出气口与呼吸道模型设备的进气口连接；吸入器格栅为正方形，边长为20~50mm，上有40~400个直径（或边长）为1~3mm的圆孔或方孔。
应当说明的是，吸入器格栅的选定控制含粉气流的稳定性，影响气体分离效果，当吸入器格栅的边长太小（<20mm）、孔数太少（<40个）时或孔径太小（<1mm）时，气流在单位截面上的即时流速太大，容易形成湍流，影响微粒分离；反之，当吸入器格栅的边长太大（>50mm）、孔数太多（>400个）或孔径太大（>3mm）时，则气流在单位截面上的即时流速太小，颗粒随气流的迁移能力受限制，达不到好的气体输送效果。
如上所述的呼吸道模型设备主要包括呼吸道进气口、呼吸道弯道和呼吸道出气口；呼吸道进气口与吸入器的出气口连接，呼吸道弯道的中下部与呼吸段弯道微粒收集器的入口连接，呼吸道出气口与肺部模型设备进气口连接。
如上所述的呼吸段弯道微粒收集器主要包括进粒阀门、进粒道、收集瓶固定器和非花形微粒收集瓶；进粒道入口与呼吸道模型设备内弯道的中下部连接；设备系统在做花形微粒载体的粗分选时，进粒阀门处于开启状态；设备系统在做花形微粒载体的精分选时，进粒阀门处于关闭状态。
应当说明的是，呼吸段弯道微粒收集器是将非花形微粒从微粒混合物中分离的主要装置，在侧风压或负风压下，由于花形或糙面微粒更容易受力改变方向，能更好的随着气流迁移，则其他难以改变方向的微粒（如球体、多面体、针形等）则撞进呼吸段弯道微粒收集器，被收集去除。
如上所述的肺部模型设备主要包括肺部模型进气腔、肺部模型格栅、肺部模型进气道、第一级微粒收集气道、第二级微粒收集气道、第三级微粒收集气道、第四级微粒收集气道、第五级微粒收集气道、第六级微粒收集气道、第七级微粒收集气道、肺部模型出气道和微粒滤网膜；肺部模型进气腔入口与呼吸道模型设备出气口连接，微粒滤网膜的过滤孔径为0.1~1µm，肺部模型出气道排出的气体通过微粒滤网膜过滤后，被抽气泵抽走。
应当说明的是，肺部模型中气道的分级是随着顺风向编号，由于大颗粒（>5µm）容易撞击沉积或沉降沉浸，迁移能力较弱，而小颗粒（<5 µm）得迁移能力较好，主要受扩散沉积影响，因此第一级微粒收集气道收集的颗粒尺寸较大，第七级微粒收集气道收集的颗粒尺寸较小；微粒滤网膜的孔径若小于0.1µm则影响气体流动，使气流量达不到10L/min，从而影响整个系统，微粒滤网膜的孔径也不宜超过1µm，否则过多的微粒产品被吸到抽气泵中，产量降低的同时也容易损坏抽气泵。
如上所述的肺部模型右侧弯道微粒收集器主要包括右侧第一级阀门、右侧第二级阀门、右侧第三级阀门、右侧第四级阀门、右侧进粒道、右侧收集瓶固定器和右侧非花形微粒收集瓶；右侧第一级阀门、右侧第二级阀门、右侧第三级阀门、右侧第四级阀门分别控制右侧进粒道与肺部模型设备内气道中右侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分选时选择性开启或关闭。
另一侧，如上所述的肺部模型左侧弯道微粒收集器主要包括左侧第一级阀门、左侧第二级阀门、左侧第三级阀门、左侧第四级阀门、左侧进粒道、左侧收集瓶固定器和左侧非花形微粒收集瓶；左侧第一级阀门、左侧第二级阀门、左侧第三级阀门、左侧第四级阀门分别控制左侧进粒道与肺部模型设备内气道中左侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分选时选择性开启或关闭。
应当说明的是，肺部模型气道中顺风向的连接阀门按深度排列依次为右侧第一级阀门、左侧第一级阀门、右侧第二级阀门、左侧第二级阀门、右侧第三级阀门、左侧第三级阀门、右侧第四级阀门、左侧第四级阀门，分别控制在不同位置是否采取对微粒混合流体进行精分选；同理的，在侧风压或负风压下，由于花形或糙面微粒更容易受力改变方向，能更好的随着气流迁移，而其他难以改变方向的球体、多面体、针形等微粒则撞进对应的各级弯道微粒收集器，被收集去除；而由于颗粒尺寸在肺部模型由浅至深的气道中的粒径变化趋势是由大到小的，这些顺风向由浅至深处的收集入口收集到的颗粒大小也是由大到小的，应根据需求选择性开启或关闭一个或多个阀门。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的模拟吸入器、呼吸道级肺部的模型设备能更精确的从人体学和空气动力学上对干粉吸入剂载体的尺寸和形貌进行分选，尺寸的分选主要表现在肺部模型中自上到下不同级的收集气道能收集从大到小的微粒，形貌的分选上主要表现在呼吸段弯道微粒收集器、肺部模型左、右侧弯道微粒收集器对难以转弯的球体、多面体、针形等微粒进行了收集去除，剩下了花形或糙面球体在气流中。也就是说，本发明提供的设备，创新性的采用了人体学设备，融合设计了符合空气动力学的弯道微粒收集器，突破了传统设备仅能分离不同尺寸微粒的能力，在满足能分选不同尺寸微粒的基础上，还能将花形或其他外形的微粒进行分选，特别的能用于干粉吸入剂花形微粒载体在混合微粒中的分离，提升了医药载体的制备工艺，实用性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成的结构示意图，图中：1-吸入器、1-1-进粉口、1-2-吸入器进气口、1-3-气粉混合腔、1-4-吸入器格栅、1-5-吸入器出气腔、1-6-吸入器出气口、2-呼吸道模型设备、2-1-呼吸道进气口、2-2-呼吸道弯道、2-3-呼吸道出气口、3-呼吸段弯道微粒收集器、3-1-进粒阀门、3-2-进粒道、3-3-收集瓶固定器、3-4-非花形微粒收集瓶、4-肺部模型设备、4-1-肺部模型进气腔、4-2-肺部模型格栅、4-3-肺部模型进气道、4-4-第一级微粒收集气道、4-5-第二级微粒收集气道、4-6-第三级微粒收集气道、4-7-第四级微粒收集气道、4-8-第五级微粒收集气道、4-9-第六级微粒收集气道、4-10-第七级微粒收集气道、4-11-肺部模型出气道、4-12-微粒滤网膜、5-肺部模型右侧弯道微粒收集器、5-1-右侧第一级阀门、5-2-右侧第二级阀门、5-3-右侧第三级阀门、5-4-右侧第四级阀门、5-5-右侧进粒道、5-6-右侧收集瓶固定器、5-7-右侧非花形微粒收集瓶、6-肺部模型左侧弯道微粒收集器、6-1-左侧第一级阀门、6-2-左侧第二级阀门、6-3-左侧第三级阀门、6-4-左侧第四级阀门、6-5-左侧进粒道、6-6-左侧收集瓶固定器、6-7-左侧非花形微粒收集瓶、7-抽气泵。
图2为同尺寸的花形和非花形微粒在通过气管弯道的PIV粒子图像测速图，及花形微粒在侧风压下的“转弯”示意图。
图3为实施例2中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图。
图4为实施例3中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图。
图5为实施例4中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图。
图6为实施例5中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图。
图7为实施例6中在第一至七级微粒收集气道和肺部模型出气道中分选收集的花形微粒载体的SEM电镜扫描图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1（分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成的结构示意图）所示，分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成主要包括吸入器（1）、呼吸道模型设备（2）、呼吸段弯道微粒收集器（3）、肺部模型设备（4）、肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）、肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）和抽气泵（7），吸入器（1）出气口与呼吸道模型设备（2）进气口连通，呼吸道模型设备（2）内弯道的中下部与呼吸段弯道微粒收集器（3）的入口连通，呼吸道模型设备（2）出气口与肺部模型设备（4）进气口连通，肺部模型设备（4）内气道中右侧各弯道的中下部与肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）的各入口连通，肺部模型设备（4）内气道中左侧各弯道的中下部与肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）的各入口连通，肺部模型设备（4）的出气口与抽气泵（7）的进气口通过管道连通。
在本实施例的进一步实施方式中，整个系统在运行时的气体流速为10~100L/min，需要说明的是，气体流速控制了颗粒随空气的流动能力，当气体流速太小时（<10L/min），颗粒无法随空气迁移太远，达不到分离效果，当气体流速太大时（>100L/min），容易形成湍流，大小颗粒不规则混合、难以被分离。
在本实施例的进一步实施方式中，吸入器（1）主要包括进粉口（1-1）、吸入器进气口（1-2）、气粉混合腔（1-3）、吸入器格栅（1-4）、吸入器出气腔（1-5）和吸入器出气口（1-6）；运行时，进粉口（1-1）为待分选的混合微粒载体粉末的入口，吸入器进气口（1-2）进入的气体优选为低湿度、低或常温气体，吸入器出气口（1-6）与呼吸道模型设备（2）的进气口连接；吸入器格栅（1-4）为正方形，边长为20~50mm，上有40~400个直径（或边长）为1~3mm的圆孔或方孔；需要说明的是，吸入器格栅的选定控制含粉气流的稳定性，影响气体分离效果，当吸入器格栅的边长太小（<20mm）、孔数太少（<40个）时或孔径太小（<1mm）时，气流在单位截面上的即时流速太大，容易形成湍流，影响微粒分离；反之，当吸入器格栅的边长太大（>50mm）、孔数太多（>400个）或孔径太大（>3mm）时，则气流在单位截面上的即时流速太小，颗粒随气流的迁移能力受限制，达不到好的气体输送效果。
在本实施例的进一步实施方式中，呼吸道模型设备（2）主要包括呼吸道进气口（2-1）、呼吸道弯道（2-2）和呼吸道出气口（2-3）；呼吸道进气口（2-1）与吸入器（1）的出气口连接，呼吸道弯道（2-2）的中下部与呼吸段弯道微粒收集器（3）的入口连接，呼吸道出气口（2-3）与肺部模型设备（4）进气口连接；呼吸段弯道微粒收集器（3）主要包括进粒阀门（3-1）、进粒道（3-2）、收集瓶固定器（3-3）和非花形微粒收集瓶（3-4）；进粒道（3-2）入口与呼吸道模型设备（2）内弯道的中下部连接；设备系统在做花形微粒载体的粗分选时，进粒阀门（3-1）处于开启状态；设备系统在做花形微粒载体的精分选时，进粒阀门（3-1）处于关闭状态。
图2为同尺寸的花形和非花形微粒在通过气管弯道的PIV粒子图像测速图，及花形微粒在侧风压下的“转弯”示意图，如图2所示，呼吸段弯道微粒收集器是将非花形微粒从微粒混合物中分离的主要装置，在侧风压或负风压下，由于花形或糙面微粒更容易受力旋转、转弯，从而改变方向，更好的随着气流迁移；而其他难以改变方向的微粒（如球体、多面体、针形等）则撞到壁上或撞进呼吸段弯道微粒收集器，被收集去除。
在本实施例的进一步实施方式中，肺部模型设备（4）主要包括肺部模型进气腔（4-1）、肺部模型格栅（4-2）、肺部模型进气道（4-3）、第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）；肺部模型进气腔（4-1）入口与呼吸道模型设备（2）出气口连接，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.1~1微米，肺部模型出气道（4-11）排出的气体通过微粒滤网膜（4-12）过滤后，被抽气泵（7）抽走；需要说明的是，肺部模型中气道的分级是随着顺风向编号，由于大颗粒（>5µm）容易撞击沉积或沉降沉浸，迁移能力较弱，而小颗粒（<5 µm）的迁移能力较好，主要受扩散沉积影响，因此第一级微粒收集气道收集的颗粒尺寸较大，第七级微粒收集气道收集的颗粒尺寸较小；微粒滤网膜的孔径若小于0.1µm则影响气体流动，使气流量达不到10L/min，从而影响整个系统，微粒滤网膜的孔径也不宜超过1µm，否则过多的微粒产品被吸到抽气泵中，产量降低的同时也容易损坏抽气泵。
在本实施例的进一步实施方式中，肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）主要包括右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、右侧进粒道（5-5）、右侧收集瓶固定器（5-6）和右侧非花形微粒收集瓶（5-7）；右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）分别控制右侧进粒道（5-5）与肺部模型设备（4）内气道中右侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分选时选择性开启或关闭；在另一侧，肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）主要包括左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）、左侧第四级阀门（6-4）、左侧进粒道（6-5）、左侧收集瓶固定器（6-6）和左侧非花形微粒收集瓶（6-7）；左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）、左侧第四级阀门（6-4）分别控制左侧进粒道（6-5）与肺部模型设备（4）内气道中左侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分选时选择性开启或关闭；需要说明的是，肺部模型气道中顺风向的连接阀门按深度排列依次为右侧第一级阀门、左侧第一级阀门、右侧第二级阀门、左侧第二级阀门、右侧第三级阀门、左侧第三级阀门、右侧第四级阀门、左侧第四级阀门，分别控制在不同位置是否采取对微粒混合流体进行精分选；同理的，在侧风压或负风压下，由于花形或糙面微粒更容易受力改变方向，能更好的随着气流迁移，而其他难以改变方向的球体、多面体、针形等微粒则撞进对应的各级弯道微粒收集器，被收集去除；而由于颗粒尺寸在肺部模型由浅至深的气道中的粒径变化趋势是由大到小的，这些顺风向由浅至深处的收集入口收集到的颗粒大小也是由大到小的，应根据需求选择性开启或关闭一个或多个阀门。
实施例1提供的模拟吸入器、呼吸道级肺部的模型设备能更精确的从人体学和空气动力学上对干粉吸入剂载体的尺寸和形貌进行分选，尺寸的分选主要表现在肺部模型中自上到下不同级的收集气道能收集从大到小的微粒，形貌的分选上主要表现在呼吸段弯道微粒收集器、肺部模型左、右侧弯道微粒收集器对难以转弯的球体、多面体、针形等微粒进行了收集去除，剩下了花形或糙面球体在气流中。
实施例2：
整个系统在运行时的气体流速为30L/min。
进一步，进粉口（1-1）进入的待分选的混合微粒载体粉末主要由花形乳糖微粒和一水乳糖晶体微粒组成，吸入器进气口（1-2）进入的气体为干燥的室温空气，吸入器格栅（1-4）边长为30mm，上有100个直径为2mm的圆孔。
进一步，进粒阀门（3-1）处于开启状态，右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）和左侧第四级阀门（6-4）全部关闭，即对应粗分选模式。
进一步，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为1µm。
实施例2中未列述的其他过程与实施例1中所述相同。
实施例2分选得到花形载体微粒沉积在肺部模型进气道（4-3）、第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）上；实施例2分选得到非花形载体微粒沉积在非花形微粒收集瓶（3-4）中。
实施例3：
整个系统在运行时的气体流速为100L/min。
进一步，进粉口（1-1）进入的待分选的混合微粒载体粉末主要由糙凹面甘露醇微粒和球形蔗糖微粒组成，吸入器进气口（1-2）进入的气体为15度的干燥空气，吸入器格栅（1-4）边长为20mm，上有40个边长为3mm的方孔。
进一步，进粒阀门（3-1）处于关闭状态，右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）和左侧第四级阀门（6-4）全部开启，即对应不分级的精分选模式。
进一步，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.8 µm。
实施例3中未列述的其他过程与实施例1中所述相同。
实施例3中分选得到花形载体微粒搜集于第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）；实施例3分选得到非花形载体微粒沉积在右侧非花形微粒收集瓶（5-7）和左侧非花形微粒收集瓶（6-7）中。
实施例4：
整个系统在运行时的气体流速为10L/min。
进一步，进粉口（1-1）进入的待分选的混合微粒载体粉末主要由花形甘露醇微粒和球形葡萄糖微粒组成，吸入器进气口（1-2）进入的气体为25度的干燥空气，吸入器格栅（1-4）边长为50mm，上有400个边长为1mm的方孔。
进一步，进粒阀门（3-1）、右侧第一级阀门（5-1）和左侧第一级阀门（6-1）处于关闭状态，右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）和左侧第四级阀门（6-4）全部开启，即对应第二、三和四级的精分选模式。
进一步，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.1µm。
实施例4中未列述的其他过程与实施例1中所述相同。
实施例4中分选得到花形载体微粒搜集于第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）；实施例4分选得到非花形载体微粒沉积在右侧非花形微粒收集瓶（5-7）和左侧非花形微粒收集瓶（6-7）中。
实施例5：
整个系统在运行时的气体流速为60L/min。
进一步，进粉口（1-1）进入的待分选的混合微粒载体粉末主要由花形乳糖微粒和多面体一水乳糖微粒组成，吸入器进气口（1-2）进入的气体为25度的湿润空气，吸入器格栅（1-4）边长为35mm，上有100个直径为2mm的圆孔。
进一步，进粒阀门（3-1）、右侧第一级阀门（5-1）和左侧第一级阀门（6-1）处于开启状态，右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）和左侧第四级阀门（6-4）全部关闭，即对应粗分选和第一级精分选复合模式。
进一步，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.5µm。
实施例5中未列述的其他过程与实施例1中所述相同。
实施例5中分选得到的花形载体微粒沉积在肺部模型进气道（4-3）、第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）上；实施例5分选得到非花形载体微粒沉积在非花形微粒收集瓶（3-4）、右侧非花形微粒收集瓶（5-7）和左侧非花形微粒收集瓶（6-7）中。
由于在侧风压或负风压下，花形或糙面微粒更容易受力改变方向，能更好的随着气流迁移而转弯，则其他难以改变方向的微粒（如球体、多面体、针形等）则撞进呼吸段弯道微粒收集器，被收集去除。
图3为实施例2中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图，如图3所示，花形乳糖微粒和一水乳糖晶体微粒得到了较好的分离。
图4为实施例3中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图，如图4所示，糙凹面甘露醇微粒和球形蔗糖微粒得到了较好的分离。
图5为实施例4中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图，如图5所示，花形甘露醇微粒和球形葡萄糖微粒得到了较好的分离。
图6为实施例5中分选收集的花形和非花形微粒载体的SEM电镜扫描图，如图6所示，花形乳糖微粒和多面体一水乳糖微粒得到了较好的分离。
以上实施例说明了本发明提供的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，能对不同形貌（特别是花形）的微粒进行分选，下面将通过实施例说明该设备集成也具有传统设备能对不同尺寸的微粒进行分选的能力。
实施例6：
整个系统在运行时的气体流速为50L/min。
进一步，进粉口（1-1）进入的待分选的混合微粒载体粉末主要由花形乳糖微粒和一水乳糖微粒晶体组成，吸入器进气口（1-2）进入的气体为干燥的常温空气，吸入器格栅（1-4）边长为30mm，上有100个直径为1mm的圆孔。
进一步，进粒阀门（3-1）、右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）和左侧第四级阀门（6-4）全部开启，即对应粗分选和多级精分选的复合模式。
进一步，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.5µm。
实施例6中未列述的其他过程与实施例1中所述相同。
为验证该设备集成能对不同尺寸的微粒进行分选，实施例6中分选了8组花形微粒载体，分别搜集于第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）和肺部模型出气道（4-11）。
图7为实施例6中在第一至七级微粒收集气道和肺部模型出气道中分选收集的花形微粒载体的SEM电镜扫描图，如图7所示，第一级微粒收集气道（4-4）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为8µm，第二级微粒收集气道（4-5）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为4µm，第三级微粒收集气道（4-6）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为2µm，第四级微粒收集气道（4-7）或第五级微粒收集气道（4-8）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为1.5µm，第六级微粒收集气道（4-9）或第七级微粒收集气道（4-10）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为1µm，肺部模型出气道（4-11）中分离得到的花形微粒载体的尺寸约为0.8µm；应当说明的是，由于大颗粒容易撞击沉积或沉降沉浸，迁移能力较弱，而小颗粒的迁移能力较好，主要受扩散沉积影响，因此前部的微粒收集气道收集的颗粒尺寸较大，后部微粒收集气道收集的颗粒尺寸较小。
因此，本发明提供的设备，创新性的采用了人体学设备，融合设计了符合空气动力学的弯道微粒收集器，突破了传统设备仅能分离不同尺寸微粒的能力，在满足能分选不同尺寸微粒的基础上，还能将花形或其他外形的微粒进行分选，特别的能用于干粉吸入剂花形微粒载体在混合微粒中的分离，从医药载体工艺上提升了传统干粉吸入药的疗效，实用性较高。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成主要包括吸入器（1）、呼吸道模型设备（2）、呼吸段弯道微粒收集器（3）、肺部模型设备（4）、肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）、肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）和抽气泵（7），吸入器（1）出气口与呼吸道模型设备（2）进气口连通，呼吸道模型设备（2）内弯道的中下部与呼吸段弯道微粒收集器（3）的入口连通，呼吸道模型设备（2）出气口与肺部模型设备（4）进气口连通，肺部模型设备（4）内气道中右侧各弯道的中下部与肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）的各入口连通，肺部模型设备（4）内气道中左侧各弯道的中下部与肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）的各入口连通，肺部模型设备（4）的出气口与抽气泵（7）的进气口通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：整个系统在运行时的气体流速为10~100L/min。
3.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述吸入器（1）主要包括进粉口（1-1）、吸入器进气口（1-2）、气粉混合腔（1-3）、吸入器格栅（1-4）、吸入器出气腔（1-5）和吸入器出气口（1-6）；运行时，进粉口（1-1）为待分选的混合微粒载体粉末的入口，吸入器进气口（1-2）进入的气体优选为低湿度、低或常温气体，吸入器出气口（1-6）与呼吸道模型设备（2）的进气口连接；吸入器格栅（1-4）为正方形，边长为20~50mm，上有40~400个直径（或边长）为1~3mm的圆孔或方孔。
4.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述呼吸道模型设备（2）主要包括呼吸道进气口（2-1）、呼吸道弯道（2-2）和呼吸道出气口（2-3）；呼吸道进气口（2-1）与吸入器（1）的出气口连接，呼吸道弯道（2-2）的中下部与呼吸段弯道微粒收集器（3）的入口连接，呼吸道出气口（2-3）与肺部模型设备（4）进气口连接。
5.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述呼吸段弯道微粒收集器（3）主要包括进粒阀门（3-1）、进粒道（3-2）、收集瓶固定器（3-3）和非花形微粒收集瓶（3-4）；进粒道（3-2）入口与呼吸道模型设备（2）内弯道的中下部连接；设备系统在做花形微粒载体的粗分离时，进粒阀门（3-1）处于开启状态；设备系统在做花形微粒载体的精分离时，进粒阀门（3-1）处于关闭状态。
6.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述肺部模型设备（4）主要包括肺部模型进气腔（4-1）、肺部模型格栅（4-2）、肺部模型进气道（4-3）、第一级微粒收集气道（4-4）、第二级微粒收集气道（4-5）、第三级微粒收集气道（4-6）、第四级微粒收集气道（4-7）、第五级微粒收集气道（4-8）、第六级微粒收集气道（4-9）、第七级微粒收集气道（4-10）、肺部模型出气道（4-11）和微粒滤网膜（4-12）；肺部模型进气腔（4-1）入口与呼吸道模型设备（2）出气口连接，微粒滤网膜（4-12）的过滤孔径为0.1~1微米，肺部模型出气道（4-11）排出的气体通过微粒滤网膜（4-12）过滤后，被抽气泵（7）抽走。
7.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述肺部模型右侧弯道微粒收集器（5）主要包括右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）、右侧进粒道（5-5）、右侧收集瓶固定器（5-6）和右侧非花形微粒收集瓶（5-7）；右侧第一级阀门（5-1）、右侧第二级阀门（5-2）、右侧第三级阀门（5-3）、右侧第四级阀门（5-4）分别控制右侧进粒道（5-5）与肺部模型设备（4）内气道中右侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分离时选择性开启或关闭。
8.根据权利要求1所述的分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成，其特征在于：所述肺部模型左侧弯道微粒收集器（6）主要包括左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）、左侧第四级阀门（6-4）、左侧进粒道（6-5）、左侧收集瓶固定器（6-6）和左侧非花形微粒收集瓶（6-7）；左侧第一级阀门（6-1）、左侧第二级阀门（6-2）、左侧第三级阀门（6-3）、左侧第四级阀门（6-4）分别控制左侧进粒道（6-5）与肺部模型设备（4）内气道中左侧各弯道的中下部连接的第一级、第二级、第三级、第四级（自上到下）入口，在进行花形微粒载体分离时选择性开启或关闭。
CN201710360548.0A 2017-05-21 2017-05-21 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成 Active CN107123354B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710360548.0A CN107123354B (zh) 2017-05-21 2017-05-21 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710360548.0A CN107123354B (zh) 2017-05-21 2017-05-21 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107123354A true CN107123354A (zh) 2017-09-01
CN107123354B CN107123354B (zh) 2019-03-19

Family

ID=59727412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710360548.0A Active CN107123354B (zh) 2017-05-21 2017-05-21 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107123354B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109771397A (zh) * 2019-02-24 2019-05-21 谭淞文 通过乳糖微粉预沉积改良肺部吸入用药的设备集成及方法
CN113168785A (zh) * 2019-04-24 2021-07-23 希普拉有限公司 用于模拟吸入药物在肺部上的沉积的方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1122262A (zh) * 1993-08-07 1996-05-15 霍索卡瓦阿尔彼股份公司 把微粒固体分为两种颗粒部分的方法和装置
CN1541125A (zh) * 2001-06-22 2004-10-27 ̩ 用于干粉末吸入器上的粉末剂型分散装置和方法
CN1805765A (zh) * 2003-06-16 2006-07-19 格罗宁根大学 干粉吸入器以及干粉的肺吸入方法
CN102151657A (zh) * 2010-12-16 2011-08-17 华东交通大学 射流吸入颗粒物料风力分选器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1122262A (zh) * 1993-08-07 1996-05-15 霍索卡瓦阿尔彼股份公司 把微粒固体分为两种颗粒部分的方法和装置
CN1541125A (zh) * 2001-06-22 2004-10-27 ̩ 用于干粉末吸入器上的粉末剂型分散装置和方法
CN1805765A (zh) * 2003-06-16 2006-07-19 格罗宁根大学 干粉吸入器以及干粉的肺吸入方法
CN102151657A (zh) * 2010-12-16 2011-08-17 华东交通大学 射流吸入颗粒物料风力分选器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周恩龙: "新型干粉吸入器的设计与分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109771397A (zh) * 2019-02-24 2019-05-21 谭淞文 通过乳糖微粉预沉积改良肺部吸入用药的设备集成及方法
CN109771397B (zh) * 2019-02-24 2021-09-28 谭淞文 通过乳糖微粉预沉积改良肺部吸入用药的设备集成及方法
CN113168785A (zh) * 2019-04-24 2021-07-23 希普拉有限公司 用于模拟吸入药物在肺部上的沉积的方法和系统
CN113168785B (zh) * 2019-04-24 2022-12-20 希普拉有限公司 用于模拟吸入药物在肺部上的沉积的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107123354B (zh) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8101001B2 (en) Cyclone separating device of a cleaner
CN101721174B (zh) 真空吸尘器中的除尘分离装置
CA2412443A1 (en) Mini-cyclone biocollector and concentrator
CN107123354B (zh) 分选花形微粒载体的吸入器、呼吸道及肺部模型设备集成
CN108318394A (zh) 一种微流控分选测量可吸入颗粒物的方法及装置
CN208574346U (zh) 一种气固分离器用双层滤片及气固分离器
CN110376027A (zh) 多级生物气溶胶采样器及采样方法
CN208125571U (zh) 一种微流控分选测量可吸入颗粒物的装置
CN204862986U (zh) 旋风式吸尘器
CN2925619Y (zh) 一种带内锥的具有双切向进口回转通道的方形分离器
CN207383598U (zh) 一种具有微孔过滤膜的口罩
KR101273421B1 (ko) 대기 중의 부유입자를 선별 및 농축하는 생물입자 액상수집장치
JP2008030028A (ja) 多段式サイクロン装置と粒状物の分類収集方法
CN201419063Y (zh) X型油雾分离器
CN202778752U (zh) 一种双梯度进风可调节式旋流除尘器
CN106269315B (zh) 进口颗粒排序型旋流器
CN102419272A (zh) 卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法
CN106823635A (zh) 仿生动物鼻腔结构的粘液毛柱式防雾霾装置
CN208839662U (zh) 一种筛选、打磨一体机
CN201275032Y (zh) 真空吸尘器中的除尘分离装置
CN207775246U (zh) 一种收集不同粒径的微生物采样器
JP2522360Y2 (ja) 分離装置
CN218190333U (zh) 一种可分筛的旋风分离器
CN215390049U (zh) 一种超细粉体分级装置
CN206747038U (zh) 一种粮食筛选装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230414

Address after: 213100 Donghua science and technology entrepreneurship Park, HUTANG Town, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: JIANGSU DAWNING PHARMACEUTICAL CO.,LTD.

Address before: 410000 Jinhui Room, Building 22, Reconstruction Site, No. 10 Jinxia, Kaifu District, Changsha City, Hunan Province

Patentee before: Tan Songwen