CN111437473A - 一种粉雾剂吸入装置 - Google Patents

Abstract

公开了粉雾剂吸入装置，粉雾剂吸入装置中，涡流旋管一端连通储药容器，另一端连通吸口使得储药容器内的干粉经由涡流旋管从吸口排出，第一渐变区段位于内管壁靠近吸口的第一端，第一横截面随着第一渐变区段在纵向上扭转第一预定角度的同时由半径为R的圆形光滑渐变为叶片形状，叶片形状包括边长2r的正方形以及在正方形各边上延伸的半径为r的半圆，第二横截面随着涡旋流区段在纵向上扭转第二预定角度，第二横截面为叶片形状；第二渐变区段连接涡旋流区段且位于内管壁靠近储药容器的第二端，第三横截面随着第二渐变区段在纵向上扭转第三预定角度的同时由叶片形状光滑渐变为半径为R的圆形，第一横截面、第二横截面和第三横截面的横截面面积相同。

Description

一种粉雾剂吸入装置

技术领域

本发明涉及流体管道技术领域，特别是一种粉雾剂吸入装置。

背景技术

吸入疗法是药物以气溶胶、干粉或雾化溶液形式通过呼吸道吸入作用于呼吸道黏膜和肺泡的一种给药方法。与常规口服相比，有着作用直接、起效迅速、药物剂量小以及不良反应小的优点。肺部吸入递药不仅可以递送小分子药物治疗哮喘或者慢性阻塞性肺疾病等局部疾病，也可以实现递送大分子药物，如胰岛素、疫苗等来治疗系统性疾病。吸入疗法主要利用粉雾剂吸入装置实现药物递送。药物颗粒粒径一般在1-5μm左右，较小的颗粒粒径导致干粉气动运输过程中流动性较差，因此往往需要附着在大颗粒药物载体上实现药物递送。然而药物在人体内的有效递送效率/肺部沉积率随着干粉颗粒的减小而提高，因此需要在吸入过程中促进药物颗粒与药物载体的分离，从而提高药物有效递送效率。

现有粉雾剂吸入装置设计有不同的储药容器取药机制，在提高药物颗粒与载体颗粒分离方面大多通过特定储药容器形状影响气流路径、增大气流流速实现，药物递送效率较低，存在药物浪费的问题。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了粉雾剂吸入装置，可以增大颗粒间碰撞，促进药物颗粒与药物载体的分离。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种粉雾剂吸入装置包括，

储药容器，其存储干粉，

吸口，其配置成排出所述干粉，

涡流旋管，其一端连通所述储药容器，另一端连通所述吸口使得所述储药容器内的干粉经由涡流旋管从所述吸口排出，所述涡旋流管包括结构本体以及设在结构本体的内管壁，所述内管壁包括，

第一渐变区段，其位于内管壁靠近吸口的第一端，其在涡旋流管的纵向上具有第一长度和第一横截面，所述第一横截面随着所述第一渐变区段在纵向上扭转第一预定角度的同时由半径为R的圆形光滑渐变为叶片形状，所述叶片形状包括边长2r的正方形以及在正方形各边上延伸的半径为r的半圆，所述第一横截面的横截面面积保持不变；

涡旋流区段，其连接所述第一渐变区段，所述涡旋流区段在涡旋流管的纵向上具有第二长度和第二横截面，所述第二横截面随着所述涡旋流区段在纵向上扭转第二预定角度，所述第二横截面为所述叶片形状；

第二渐变区段，其连接所述涡旋流区段且位于内管壁靠近储药容器的第二端，所述第二渐变区段在涡旋流管的纵向上具有第三长度和第三横截面，所述第三横截面随着所述第二渐变区段在纵向上扭转第三预定角度的同时由所述叶片形状光滑渐变为半径为R的圆形，所述第三横截面的横截面面积保持不变，所述第一横截面、第二横截面和第三横截面的横截面面积相同。

所述的粉雾剂吸入装置中，半径

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一长度等于第三长度，所述第一长度和/或第三长度为第二长度的一半。

所述的粉雾剂吸入装置中，结构本体为直管，半径R为1-2.5mm。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一长度或第三长度与第二长度的比等于所述第一预定角度或第三预定角度与第二预定角度的比。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一预定长度为结构本体长度的四分之一，所述第二预定长度为结构本体长度的二分之一，所述第三预定长度为结构本体长度的四分之一。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一预定角度为90度，第二预定角度为180度，第三预定角度为80度。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一长度、第二长度和第三长度之和与等效内径2R之比为8∶1。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述第一预定角度、第二预定角度和第三预定角度总和为360度。

所述的粉雾剂吸入装置中，储药容器和吸口之间经由多个涡旋流管密闭连接。

所述的粉雾剂吸入装置中，涡旋流管为1-5根，所述涡旋流管的直径相同或不同。

所述的粉雾剂吸入装置中，涡旋流管等效内径为2-5mm，结构本体长度为16-40mm。

所述的粉雾剂吸入装置中，所述干粉包括药物颗粒和用于承载药物颗粒的承载颗粒。

技术效果

本发明可以在结构内引发涡旋流，增强药物颗粒与结构内壁之间、载体颗粒间、载体颗粒与结构内壁之间碰撞能量，进而起到强化药物颗粒从药物载体上的解离，提高吸入气溶胶内有效药物分子的数量，进而提高药物递送效率。本发明引发的涡旋流的可以降低药物浪费，避免过度的激素吸收；同时有效的药物颗粒解离能使更多的药物被吸入更深层的肺部，使得治疗效果得到提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是本发明的粉雾剂吸入装置结构示意图；

图2是本发明粉雾剂吸入装置的涡旋流管的剖面示意图；

图3是本发明粉雾剂吸入装置的涡旋流管的立体示意图；

图4是粉雾剂吸入装置的涡旋流管的横截面示意图；

图5是粉雾剂吸入装置的涡旋流管的横截面与涡旋流管连接的横截面积相等的常规圆形管路横截面的分开对比图；

图6是本发明一个实施例的粉雾剂吸入装置的结构示意图；

图7是本发明一个实施例的粉雾剂吸入装置的结构示意图；

图8是气流通过圆管与本发明涡旋流管的碰撞能对比图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图1至附图8更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语，即使记载有“第一”、“第二”等，其仅仅是用于区别一些对象而已，而并非用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在/位于……之上/下”、“在/位于……上端/下端”、“在/位于……上表面”、“……上面的”等，用来描述一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在本发明所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在/位于……下端”可以包括“在……下端”和“在……上端”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、纵向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的、或者常规放置情况下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化此种描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；类似的，方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，如图1至图7所示，一种粉雾剂吸入装置包括，

储药容器6，其存储干粉，

吸口7，其配置成排出所述干粉，

涡流旋管，其一端连通所述储药容器6，另一端连通所述吸口7使得所述储药容器6内的干粉经由涡流旋管从所述吸口7排出，所述涡旋流管包括结构本体1以及设在结构本体1的内管壁2，所述内管壁2包括，

第一渐变区段3，其位于内管壁2靠近吸口7的第一端，其在涡旋流管的纵向上具有第一长度和第一横截面，所述第一横截面随着所述第一渐变区段3在纵向上扭转第一预定角度的同时由半径为R的圆形光滑渐变为叶片形状，所述叶片形状包括边长2r的正方形以及在正方形各边上延伸的半径为r的半圆，所述第一横截面的横截面面积保持不变；

涡旋流区段4，其连接所述第一渐变区段3，所述涡旋流区段4在涡旋流管的纵向上具有第二长度和第二横截面，所述第二横截面随着所述涡旋流区段4在纵向上扭转第二预定角度，所述第二横截面为所述叶片形状；

第二渐变区段5，其连接所述涡旋流区段4且位于内管壁2靠近储药容器6的第二端，所述第二渐变区段5在涡旋流管的纵向上具有第三长度和第三横截面，所述第三横截面随着所述第二渐变区段5在纵向上扭转第三预定角度的同时由所述叶片形状光滑渐变为半径为R的圆形，所述第三横截面的横截面面积保持不变，所述第一横截面、第二横截面和第三横截面的横截面面积相同。

本发明的涡旋流管结构的尺寸与数目根据干粉颗粒特征、吸入速度和肺部吸入压来决定。涡旋流管结构的引入可以在结构内引发径向流速，从而增强颗粒碰撞能，促进药物颗粒从载体颗粒上的解离，提高药物递送效率。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，半径

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一长度等于第三长度，所述第一长度和/或第三长度为第二长度的一半。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，结构本体1为直管，半径R为1-2.5mm。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一长度或第三长度与第二长度的比等于所述第一预定角度或第三预定角度与第二预定角度的比。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一预定长度为结构本体1长度的四分之一，所述第二预定长度为结构本体1长度的二分之一，所述第三预定长度为结构本体1长度的四分之一。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一预定角度为90度，第二预定角度为180度，第三预定角度为80度。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一长度、第二长度和第三长度之和与等效内径2R之比为8∶1。该比例结构显著提高涡旋流的强度，降低粉体颗粒间碰撞能量，进而降低粉体材料传导吸收效率，

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述第一预定角度、第二预定角度和第三预定角度总和为360度。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，储药容器6和吸口7之间经由多个涡旋流管密闭连接。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，涡旋流管为1-5根，所述涡旋流管的直径相同或不同。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，涡旋流管等效内径为2-5mm，结构本体1长度为16-40mm。等效内径尺寸相关于吸入器气流量与吸入压强限制。特定其流量情况下，过小内径意味着对吸入压强要求变高，吸入困难增大。过大内径造成粉体颗粒流速较低，无法达到肺部受体位置，上述尺寸的等效内径能够获得优化的综合效果。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述干粉包括药物颗粒和用于承载药物颗粒的承载颗粒。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述涡旋流管连接半径为R的管道。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述吸口7和储药容器6包裹所述涡旋流管。

所述的粉雾剂吸入装置的优选实施例中，所述吸口7和储药容器6可拆卸连接，涡旋流管设在吸口7和储药容器6形成的壳体内。

为了进一步理解本发明，在一个实施例中，涡旋流管结构管内壁横截面为4个180°圆弧半径r组成的叶片形状，如图4至图5所示。涡旋流管结构横截面面积应与其所连接的圆形管路如吸口管道或储药容器出口管道，半径R，涡旋流管结构的等效半径横截面面积相同。涡旋流管结构横截面包括正方形ABCD和4个180°的圆弧，圆弧半径r计算公式为：

涡旋流管结构包括两端各1/4长度的渐变区段和中间1/2的完整涡旋流部分。渐变区段实现横截面由圆形到4个180°圆弧组成的叶片形状的光滑转变，同时保证横截面面积不变，从而减少引发涡旋流而引起的压力降。每个渐变区段实现横截面扭转90°，完整涡旋流部分实现横截面扭转180°，因此在整个涡旋流管结构中实现横截面扭转360°。单个涡旋流管结构总长度与等效直径(等效半径定义为横截面积与涡旋流管结构相同的圆管内经)比为8∶1。例如，本图2与图3所示采用的涡旋流管结构总长度为40mm，等效内径为5mm。涡旋流管结构的尺寸可以根据其应用粉雾剂吸入装置的吸口7尺寸进行等比例调整，等效内径为2-5mm，结构长度为16-40mm。涡旋流管结构体厚度根据吸口7制造选材和应用条件进行选择。涡旋流管结构的数量与分布根据单次给药量与药物颗粒特性进行调整，以达到增强颗粒碰撞能量，促进药物递送效率。图6至图7展示了几种不同结构的粉雾剂吸入装置吸口7处引入涡旋流管结构的应用案例。

本发明在粉雾剂吸入装置吸口7处引入涡旋流结构，在气流通道内引发涡旋流，可增强药物颗粒、药粉载体颗粒与内壁之间的碰撞，进而起到强化药物颗粒的解离过程，使更多药物颗粒脱离载体颗粒，从而进入肺部被人体吸收。现有的粉雾剂吸入装置吸口7内通道通常为规则圆管，利用吸入的气流在药储药容器6处产生的湍流将药粉带出，经过吸口7进入口腔。

图8为模拟药物随气流通过圆管与涡旋流管结构的碰撞能对比图，横轴为颗粒进入涡旋流管结构时间，纵轴为颗粒总碰撞能。本模拟采用的圆管与涡旋流管结构等效内径为5mm，长度为40mm，气流流速选取一般粉雾剂吸入装置要求吸气流速60L/min，药物流量药物颗粒与载体颗粒特征取自用于治疗哮喘病的吸入剂氟替卡松-乳糖，具体模拟采用的数据下表所示。模拟结果表明，粉雾剂吸入通过涡旋流结构与圆管相比，颗粒碰撞能有明显增强。

工业实用性

本发明所述的粉雾剂吸入装置可以应用于不同模式的粉雾剂吸入装置，如胶囊型粉雾剂吸入装置，泡罩式粉雾剂吸入装置与储库式粉雾剂吸入装置，在其药粉输送过程中起到促进颗粒碰撞，提高药物吸收效率的效果。

综上所述，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开的各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种粉雾剂吸入装置，其包括，

储药容器，其存储干粉，

吸口，其配置成排出所述干粉，

涡流旋管，其一端连通所述储药容器，另一端连通所述吸口使得所述储药容器内的干粉经由涡流旋管从所述吸口排出，所述涡旋流管包括结构本体以及设在结构本体的内管壁，所述内管壁包括，

第一渐变区段，其位于内管壁靠近吸口的第一端，其在涡旋流管的纵向上具有第一长度和第一横截面，所述第一横截面随着所述第一渐变区段在纵向上扭转第一预定角度的同时由半径为R的圆形光滑渐变为叶片形状，所述叶片形状包括边长2r的正方形以及在正方形各边上延伸的半径为r的半圆，所述第一横截面的横截面面积保持不变；

涡旋流区段，其连接所述第一渐变区段，所述涡旋流区段在涡旋流管的纵向上具有第二长度和第二横截面，所述第二横截面随着所述涡旋流区段在纵向上扭转第二预定角度，所述第二横截面为所述叶片形状；

第二渐变区段，其连接所述涡旋流区段且位于内管壁靠近储药容器的第二端，所述第二渐变区段在涡旋流管的纵向上具有第三长度和第三横截面，所述第三横截面随着所述第二渐变区段在纵向上扭转第三预定角度的同时由所述叶片形状光滑渐变为半径为R的圆形，所述第三横截面的横截面面积保持不变，所述第一横截面、第二横截面和第三横截面的横截面面积相同。

2.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，优选的，半径

3.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一长度等于第三长度，所述第一长度和/或第三长度为第二长度的一半。

4.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，结构本体为直管，半径R为1-2.5mm。

5.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一长度或第三长度与第二长度的比等于所述第一预定角度或第三预定角度与第二预定角度的比。

6.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一预定长度为结构本体长度的四分之一，所述第二预定长度为结构本体长度的二分之一，所述第三预定长度为结构本体长度的四分之一。

7.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一预定角度为90度，第二预定角度为180度，第三预定角度为80度。

8.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一长度、第二长度和第三长度之和与等效内径2R之比为8∶1。

9.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述第一预定角度、第二预定角度和第三预定角度总和为360度。

10.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，储药容器和吸口之间经由多个涡旋流管密闭连接。

11.如权利要求10所述的粉雾剂吸入装置，其中，涡旋流管为1-5根，所述涡旋流管的直径相同或不同。

12.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，涡旋流管等效内径为2-5mm，结构本体长度为16-40mm。

13.如权利要求1所述的粉雾剂吸入装置，其中，所述干粉包括药物颗粒和用于承载药物颗粒的承载颗粒。

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