CN108348697A - 无菌气溶胶雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手持式雾化装置，该手持式雾化装置包括声波发生器(200)、联接到声波发生器的电源(502)、容纳第一液体的至少一个贮存器(302)、以及来自至少一个贮存器的导管。该声波发生器包括转换器和细长变幅杆，该细长变幅杆包括联接到转换器的第一变幅杆节段(206)和物理地连接到第一变幅杆节段并能够从第一变幅杆节段移除的第二变幅杆节段(208)。被递送到第一变幅杆节段的声波能量被传导到第二变幅杆节段。该导管(218)将液体从至少一个贮存器传送至第二变幅杆节段，到达第一变幅杆节段远侧的递送开口。

Description

无菌气溶胶雾化装置
技术领域
本发明涉及采用永久性声波发生器和可替换液体贮存器和喷嘴的无菌雾化装置。
背景技术
喷雾装置和/或雾化装置通常用于递送化妆品和一般保健液体。低成本系统采用点滴器和/或具有某种形式的喷嘴的挤压瓶，通过点滴器和/或挤压瓶，液体被迫提供相对不受控的剂量和液滴尺寸。
昂贵的系统可采用计量泵和/或昂贵的气溶胶，从而形成部件。例如，Hseih等人的US 7992800和Hseih等人的美国公布专利申请20120318260公开了由压电装置和/或磁性驱动装置驱动以产生气溶胶雾的喷雾器。
其他示例包括The Technology Partnership PLC公司的EP615470B1、Hailes等人的US7550897、以及Brown等人的US7976135，上述专利申请公开了采用从喷嘴的外表面喷射液滴的换能器的液体喷射设备。
最后，Terada等人的US6863224、Yamamoto等人的US6901926、以及Esaki等人的US8286629公开了超声液体雾化装置。
遗憾的是，这些昂贵的部件可因重复使用而受到污染，并且需要仔细的清洁或处理。
所需的是用于递送受控剂量和颗粒/液滴尺寸的气溶胶雾的相对低成本的系统。
发明内容
令人惊讶的是，我们已发现通过声波发生器来对液体进行超声雾化，该声波发生器包括两部分细长的声波变幅杆，其中变幅杆的远侧端部为一次性的并且具有设置在其该变幅杆部处的至少一个亚毫米尺寸的喷嘴，该喷嘴通过将容器内容纳的液体与声波发生器的耐用部分分开而提供廉价的无菌雾化。
在一个实施方案中，手持式雾化装置包括声波发生器、联接到声波发生器的电源、容纳第一液体的至少一个贮存器、以及来自至少一个贮存器的导管。该声波发生器包括转换器和细长变幅杆，该细长变幅杆包括联接到转换器的第一变幅杆节段和物理地连接到第一变幅杆节段并能够从第一变幅杆节段移除的第二变幅杆节段。被递送到第一变幅杆节段的声波能量被传导到第二变幅杆节段。导管将液体从至少一个贮存器传送至第二变幅杆节段到达第一变幅杆节段远侧的递送开口。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施方案的手持式无菌雾化装置的透视图。
图2为图1的手持式无菌雾化装置的横截面。
图3为图1的实施方案的声波发生器和液体递送系统的侧平面图。
图4为图3的实施方案的液体递送节段的横截面。
图5为根据本发明的另选实施方案的液体递送节段的横截面。
具体实施方式
本发明涉及一种比常规的声波雾化装置更经济的手持式声波雾化装置，因为相对昂贵的声波发生器和变幅杆与由雾化装置分配的液体隔离。在一种形式的这些装置中，变幅杆通过将两个节段物理地联接在一起而形成-第一节段永久地联接到声波发生器，并且第二一次性节段可操作地连接到液体贮存器并且能够可移除地联接到第一节段。待分配的液体在与第一节段隔离的位置处从第二节段被递送，并且从装置分配的液体被引导远离第一节段，使得第一节段不被液体污染，并且随后从装置分配的液体不被先前分配的液体污染。此系统的示例在下面示出。
手持式无菌雾化装置的一个实施方案在图1中示出。用于形成容纳液滴(在本文中称为“雾”或“羽流”)的气溶胶的手持式雾化装置100(包括声波发生器200、液体递送系统300、以及电力和控制系统400)被容纳在外壳500内。声波发生器200包括转换器202和细长变幅杆204，该细长变幅杆204具有联接到转换器202的第一节段206和物理地连接到第一节段206并能够从第一节段206移除的第二节段208。第二节段208具有用于连接到第一节段206的第一端部210和与第一端部210相背对的第二远侧端部212。第二节段208包括设置在远侧端部212处的递送开口214、设置在第一端部210与远侧端部212之间的入口端口216、以及设置在入口端口216与递送开口214之间的第二节段208内的导管218。远侧端部212从外壳500延伸。转换器202通过电连接件诸如电线而被联接到电力和控制系统400。
液体递送系统300包括具有出口端口304和导管306的贮存器302，在该实施方案中，导管306为受一对o型环308约束的环形空间。液体因重力而被供给到出口端口304。导管306将液体从贮存器302导向到细长变幅杆204的第二节段208的入口端口216。如上所述，递送至入口端口216的液体然后可从递送开口214分配到大气中。
一个或多个递送开口214的尺寸、形状和布置限定由雾化装置100生成的雾的羽流。一个或多个递送开口214的尺寸被设计成递送气溶胶雾。优选地，每个递送开口具有小于约200微米(μm)，更优选地介于约50μm和约150μm之间的最大尺寸(横跨开口)。优选的递送开口通常为圆形的，但本领域的普通技术人员对其进行修改以实现具体期望的气溶胶特性。选择递送开口的数量，以递送期望的雾化流。
为了降低图1至图4的手持式雾化装置100的操作成本，外壳500包括：第一机电节段502，该第一机电节段502容纳包括声波发生器200(包括第一变幅杆节段206)以及电力和控制系统400的部件；以及第二液体节段504，该第二液体节段504容纳贮存器302和第二变幅杆节段208。液体节段504可牢固地附接到可重复使用的机电节段502。
电力和控制系统400包括电连接到设置在外壳500中的充电端口(未示出)的电源诸如可再充电电池402。电力和控制系统400还包括设置在外壳500上的通/断开关404和一个或多个控制板406。电源优选地为可替换的和/或可再充电的，并且可包括装置诸如电容器，或更优选地包括电池。在当前优选的实施方案中，电源402为可再充电电池，包括但不限于锂基电池，包括锂聚合物电池。内部电源的一个示例为提供约3.7V的电压的锂聚合物电池，其具有至少约200毫安小时(mAh)的容量。
更详细地，如图3示意性所示，声波发生器200和细长变幅杆204具有长度λ。声波发生器200和细长变幅杆204的第一节段206组合成大约1/2λ的长度，并且第二节段208也具有大约1/2λ的长度。第二节段208的入口端口216大约位于其长度的中点处。因此，第二节段208的入口端口216距连接至第一节段206的第一端部210为大约1/4λ处。
虽然上述液体递送系统300包括使用重力液体供给的贮存器302，但本领域的普通技术人员将认识到可使用其他系统。例如，可通过包括泵或贮存器加压系统来迫使液体进入导管而增强液体递送。另选地或除此之外，可使用下列各项中的一者或多者：移液管、注射器、可塌缩贮存器、或可挤压袋。
采用另选的第二变幅杆节段208′的液体递送系统300′的另选的实施方案在图5中以横截面示出并包括两个独立的贮存器302a和302b，它们各自具有与相应的导管306a和306b以及第二变幅杆节段导管218a和218b连通以将液体递送到递送开口214a和214b的出口端口304a和304b。每个贮存器302a和302b可容纳独立的液体。如箭头220a和220b所示，通过控制经由出口端口304a和304b以及最后经由递送开口214a和214b的递送，然后该系统可用于递送一种或另一种液体。另选地，可将两种液体同时递送至递送开口214a和214b，以形成由两种液体形成的混合羽流。在该实施方案中，该系统可递送必须在储存期间分开的液体。
从装置100分配的液体可为水性的，并且可包括治疗剂、反应物、蛋白质等。
本领域的普通技术人员将认识到本发明的手持式声波雾化装置的总体组装。然而，重要的是考虑以下元件的相互作用。首先，两个变幅杆节段应牢固地互锁，以使由于这两个变幅杆节段之间的低效运动转移效率而导致的能量损失最小化，从而使热积聚最小化并最大程度地控制所得的气溶胶羽流。由于第一变幅杆节段206通常为金属，优选地为铝和/或钛，因而第二变幅杆节段208应当由相同的材料制成，或者可能由相容的刚性塑料制成。例如，在图1至图4的实施方案中，第二变幅杆节段208可由金属或工程塑料形成，并且在适当的公差内加工或模制，以适配到细长变幅杆的远侧端部处的接纳部中。可用材料的非限制性列表包括缩醛树脂(诸如以品牌购自美国杜邦公司(Engineering Polymers))、聚醚醚酮、无定形热塑性聚醚酰亚胺(PEI)树脂(诸如以品牌购自沙特基础工业公司(SABIC))。
贮存器可由较便宜和/或更容易处理的材料诸如聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯等形成。
可通过注塑成型或任何其他合适的技术来制造外壳，并且其优选地符合人体工程学并且适于舒适地配合在用户的手中。在一个优选的实施方案中，外壳具有最高至约20cm，更优选地最高至约15cm，并且最优选地最高至约10cm的最大线性尺寸(长度)。优选地，垂直于长度的最大尺寸为8cm，更优选为5cm。
在一个优选的实施方案中，液体节段504能够以两个变幅杆节段牢固互锁的方式从机电节段502移除。
本发明用于以比目前提供的更卫生的方式递送药物和/或保湿溶液的气溶胶羽流。声波产生的气溶胶羽流可提供非常细小的雾，细小的雾具有介于约20μm和约60μm之间的液滴尺寸，其由在20kHz和200kHz之间的超声变幅杆的实际频率范围给出。如上所述，由于声波发生器比传统挤压和喷雾瓶更昂贵，因此重要的是将昂贵和可重复使用的声波发生器和变幅杆与相对廉价且可能一次性的液体贮存器分开。因此，在使用中，可替换的液体节段502可以可滑动地插入机电节段504中或螺纹连接到机电节段504上。可从一个或多个递送开口214移除任何保护性覆盖件(例如，顶盖506)，并且可将雾化装置100通电。
为了形成气溶胶羽流，按下开关404并且声波发生器200向细长变幅杆204提供能量。来自贮存器302的液体被吸入导管306和变幅杆导管218中，以将液体递送到一个或多个递送开口214。可重复该序列，直到贮存器倒空为止。可将现在为空的液体节段504移除，并且附接新的液体节段504，新的液体节段504包括新的第二变幅杆节段208和一个或多个递送开口214。新的第二变幅杆节段208和一个或多个递送开口214由于先前使用雾化装置而未被污染。
呈现上述说明书和实施方案是为了帮助完整地并且非限制性地理解本文所公开的发明。由于在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可作出本发明的许多变型和实施方案，因此本发明由以下所附的权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种手持式雾化装置，所述手持式雾化装置包括：
a)声波发生器，所述声波发生器包括转换器和细长变幅杆，所述细长变幅杆包括联接到所述转换器的第一变幅杆节段和物理地连接到所述第一变幅杆节段并能够从所述第一变幅杆节段移除的第二变幅杆节段，由此将被递送到所述第一变幅杆节段的声波能量传导至所述第二变幅杆节段；
b)电源，所述电源联接到所述声波发生器；
c)至少一个贮存器，所述至少一个贮存器容纳第一液体；
d)导管，所述导管来自所述至少一个贮存器，所述导管用于将所述第一液体通过所述第二变幅杆节段递送至在所述第一变幅杆节段远侧的递送开口。
2.根据权利要求1所述的手持式雾化装置，其中所述贮存器和所述第二变幅杆节段为一次性的。
3.根据权利要求1所述的手持式雾化装置，其中所述第一液体为水性的。
4.根据权利要求3所述的手持式雾化装置，其中所述第一液体包含治疗剂。
5.根据权利要求1所述的手持式雾化装置，还包括容纳第二液体的第二贮存器和来自所述第二贮存器的第二导管，所述第二导管用于将所述第二液体通过所述第二变幅杆节段递送至远离靠近所述第一递送开口的第二递送开口。
6.根据权利要求5所述的手持式雾化装置，其中所述第一液体和所述第二液体包含反应物。
7.根据权利要求5所述的手持式雾化装置，其中所述第一液体和所述第二液体包含蛋白质。
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