CN1121923C - 高速渗透泵激光打孔机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于渗透泵控释制剂的工业化生产过程中，在半透膜包衣材料上进行快速钻孔的装置，由激光器系统、药片传输系统和电子控制系统组成，其特征是：所述激光器系统包括脉冲式二氧化碳激光管、反光镜、凸透镜、激光检测器及高压电源；所述药片传输系统包括药片排序装置、药片定位装置和拨药装置，所述电子控制系统包括一安放在拨药装置上的控制激光发射的光电位置检测器。本发明装置钻出的孔形状规则、一致性好，钻孔速度可达每秒12片以上，适合于渗透泵制剂的大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明是关于利用激光在渗透泵控释制剂的半透膜包衣材料上进行钻孔，以形成药物释放通道的一种装置。
背景技术
Giancarlo Santus和Richard W.Baker详细描述了渗透泵原理和其发展过程(Journal of Controlled Release 35(1995)1-21)。
早期的渗透泵制剂是用机械方法进行钻孔。1972年有人尝试了激光打孔的方法，因速度太慢等原因而被放弃。1978年第一台用于渗透泵钻孔的高速激光打孔机获得美国专利(U.S.Pat.No.4,088,864)，该专利描述了使用激光跟踪的方法对移动中的渗透泵药片进行钻孔的原理与装置。
激光钻孔的方法在此之前已被广泛应用于在手表钻石轴承上、热塑片、婴儿奶嘴等材料上进行钻孔(U.S.Pat.No.3,601,576，U.S.Pat.No.3,617,702，U.S.Pat.No.3,524,046)。
渗透泵制剂上的药物释放小孔(outlet passageway)对于渗透泵制剂的质量至关重要。制剂被服用后，体液中的水分开始穿过半透膜进入制剂，制剂中的片芯吸收水分子后开始膨胀溶解，产生渗透压，迫使药物从释放孔中缓缓扩散进入人体，达到稳定控制释放药物的目的。由于药物的释放速率与释放孔的面积成正比，因此，释放孔的大小、形状和均匀性都会影响渗透泵制剂的释药质量。
中国专利CN87208601公开了一种控释片剂激光打孔机，该打孔机实现了静止式激光打孔，但是该激光打孔机存在打孔速度慢、机械结构复杂、机械磨损大、打出的孔不能保证形状规则和一致性要求等缺陷。
发明内容：
本发明解决现有技术中控释制剂激光打孔机存在的上述技术缺陷，设计一种在半透膜包衣材料上精确地按照预定尺寸和形状进行性好，钻孔速度可达每秒12片以上，适合于渗透泵制剂的大规模工业化生产。
本发明的技术方案是这样的：一种高速渗透泵激光打孔机，由激光器系统、药片传输系统和电子控制系统组成，其特征是：所述激光器系统包括脉冲式二氧化碳激光管、反光镜、凸透镜、激光检测器及高压电源；所述药片传输系统包括药片排序装置、药片定位装置和拨药装置，所述药片排序装置由电机带动的圆形供药盘和固定在机架上直径与供药盘相似的圆形托盘组成，所述供药盘上，排列着一圈或数圈形状相同、孔径比药片直径略大的圆孔，所述托盘紧靠供药盘下方，与供药盘同心安放，在托盘上开有缺口，作为药片出口；所述药片定位装置由垂直安放的圆形或矩形定位管及表面平滑、带有小孔的定位片组成，所述定位管安装在定位片的上方，其内截面比药片截面略大，底端距定位片表面一个药片厚度以上，轴心与定位片上的小孔圆心在一条直线上；所述拨药装置包括水平安放的圆形拨药盘及电机，所述拨药盘四周均匀分布长度约等于药片直径的盘齿，盘齿之间的距离大于药片直径；所述电子控制系统包括一安放在拨药装置上的控制激光发射的光电位置检测器。
所述供药盘与水平面呈30°-60°夹角安放。
本发明由于直接采用脉冲式二氧化碳激光管，并受设置在拨药装置上的光电位置检测器的控制发射脉冲激光，省去了大量的机械控制装置，不但无磨损、无噪音，而且效率高、打孔速度快，最高打孔速度可达25片/秒，平均为12片/秒。供药盘、托盘等组成的药片排序装置能实现均匀排序，定位管、定位片组成的药片定位装置能实现准确定位，设置有盘齿的圆形拨药盘及其上设置的光电位置检测器能协调作用控制激光在相邻两盘齿之间的时间内对定位片上的药片实现步进打孔并随即由转动的盘齿拨走药片。定位管与药片的形状一致且截面比药片截面略大能使药片在依靠重力下降的过程中按照其形状均匀排布在定位管内，且最下面的药片准确落入带有小孔的定位片上，定位片小孔的圆心与定位管轴心在同一直线上能保证自下而上的激光准确对药片的几何中心打孔，打孔的可靠性高，打出的孔大小一致、形状均匀规则，使控释片剂的释药质量得到保障。本发明采用直接透射式聚焦方式，光学元件少、焦点质量好，便于维护。本发明上述激光器系统、药片传输系统和电子控制系统的有机结合，使得本发明与现有技术相比，结构简单、能在半透膜包衣材料上精确地按照预定尺寸和形状进行快速钻孔，钻孔速度可达每秒12片以上，且钻出的孔形状规则、一致性好，适合于渗透泵制剂的大规模工业化生产。
附图说明；
图片中图1显示了渗透泵制剂的结构与释药原理；图2显示了打孔时药片半透膜包衣表面与凸透镜焦点的相对位置；图3显示了本发明装置的整体结构，图4显示了本发明的药片传输系统及钻孔原理与过程。
图1.本发明所用渗透泵片剂剖面示意图。
图2.药片半透膜包衣表面与凸透镜焦点的相对位置。
图3.本发明装置整体结构示意图。
图4.药片传输系统示意图。
具体实施方式：
图1是一种渗透泵制剂的结构示意图。该制剂主要由药物片芯(24)和半透膜包衣(23)组成。在半透膜包衣上有一小孔(21)作为药物的释放通道，当制剂进入胃液后，水分子透过半透膜(23)进入片芯(24)，片芯吸水后膨胀，产生渗透压，将药物缓缓从释药小孔恒速挤出。由于药物释放速率与小孔的面积成正比，因此，制造渗透泵片剂时，钻孔的质量对于保持药物释放速率的准确性和一致性至关重要。
图2显示了激光打孔时，渗透泵片剂的半透膜包衣表面的钻孔处与平行激光束穿过凸透镜后形成的焦点的相对位置。距焦点越近，打出的孔径越小。由于凸透镜的聚光性能，可形成极小孔径的激光孔。实施例孔径可调范围为0.1-1.2mm。
图3显示了本发明装置的整体结构。该装置主要由激光器系统、药片传输系统和电子控制系统三部分组成。
激光器系统包括二氧化碳激光管(1)、反光镜(4)、凸透镜(5)、激光检测器(7)及高压电源等。由于大多数半透膜包衣材料的吸收光谱在9μm-12μm之间，而二氧化碳激光的波长为10.6μm，因此特别适合用于渗透泵打孔。本发明采用脉冲式二氧化碳激光器，由光电检测器(43)根据拨药盘(12)盘齿的位置发出信号，控制激光器进行照射。激光检测器(7)用于自动检测激光管功率。当激光管功率衰竭时，自动报警。
药片传输系统包括料斗(8)、供药盘(9)、异步电机(10)、定位管(11)、拨药盘(12)及出料管(13)等。
电子控制系统包括微型计算机、模/数转换器、开关电路、及位置检测器、循环水检测器、气流保护检测器、药位检测器等。图4显示了药片传输系统的详细结构与药片排序、定位和打孔原理。药片(42)在料斗(8)中随着供药盘(9)的转动，落入供药盘四周的各个小孔中。在托盘(41)的边缘开有一槽，药片被带到此处滑出，逐个落入垂直安放的定位管(11)。药片在定位管中靠自身重力自由落下，在底部平躺着自下而上紧密排列。最底部的药片由定位片(45)托着，激光束透过定位片上的小孔照射在最底部药片的表面中心位置。定位管(11)的底端高出定位片一个药片以上的厚度，当激光照射过后，最底部的药片被转动着的拨药盘盘齿拨出到出料管(13)，同时，另一新药片约用32ms的时间落在打孔位置。当打孔位置在拨药盘两相邻盘齿之间的时间内(＞35ms)，由光电位置检测器(43)控制激光器发射激光。激光束(3)经过反光镜(4)、凸透镜(5)，从下向上，对药片进行照射打孔。此时，药片静止不动，打出的孔的形状即是激光束在药片表面的截面形状。使用高质量的激光管，可得到形状十分规则的小孔。调整凸透镜的上下位置可改变打出的孔径。激光照射时间可由计算机进行预定，一般在1ms-100ms之间。打孔速度最高可达每秒25片左右。
实施例采用30W脉冲式二氧化碳激光器，IBM233CPU芯片的586微型计算机，和为直径7.7±0.5mm、厚度3.7±0.3mm的渗透泵片剂设计的药片传输系统。供药盘和拨药盘转速为每秒12片，激光照射时间为6ms，0-100ms内可调。孔径0.1-1.2mm范围可调。控制软件用VC5.0编写。打孔速度每秒12片。
Claims (2)
1、一种高速渗透泵激光打孔机，由激光器系统、药片传输系统和电子控制系统组成，其特征是：所述激光器系统包括脉冲式二氧化碳激光管、反光镜、凸透镜、激光检测器及高压电源；所述药片传输系统包括药片排序装置、药片定位装置和拨药装置，所述药片排序装置由电机带动的圆形供药盘和固定在机架上直径与供药盘相似的圆形托盘组成，所述供药盘上，排列着一圈或数圈形状相同、孔径比药片直径略大的圆孔，所述托盘紧靠供药盘下方，与供药盘同心安放，在托盘上开有缺口，作为药片出口；所述药片定位装置由垂直安放的圆形或矩形定位管及表面平滑、带有小孔的定位片组成，所述定位管安装在定位片的上方，其内截面比药片截面略大，底端距定位片表面一个药片厚度以上，轴心与定位片上的小孔圆心在一条直线上；所述拨药装置包括水平安放的圆形拨药盘及电机，所述拨药盘四周均匀分布长度约等于药片直径的盘齿，盘齿之间的距离大于药片直径；所述电子控制系统包括一安放在拨药装置上的控制激光发射的光电位置检测器。
2、如权利要求1所述的高速渗透泵激光打孔机，其特征是：所述供药盘与水平面呈30°-60°夹角安放。
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