CN206414365U - 手持式干粉气溶胶肺递送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种手持式干粉气溶胶肺递送装置，其包括：供气部10，其具有注射器11，且供气部10配置成利用注射器11的活塞推动注射器11的注射筒内的空气流出供气部10，以提供空气流；发生部20，连接于供气部10，配置成接收空气流，且使其内干粉的至少部分在空气流带动下随空气流一起运动并扩散形成干粉气溶胶；和递送部30，递送部30具有递送管31，递送管31的进口端连接于发生部20，以接收干粉气溶胶，递送管31的出口端配置成插入动物气管内，以向动物气管内递送干粉气溶胶。该手持式干粉气溶胶肺递送装置能够真实模拟了人体日常的吸入状态而且可对动物的实际吸入剂量进行准确定量，特别适用于吸入实验。

Description

手持式干粉气溶胶肺递送装置

技术领域

本实用新型涉及气溶胶发生技术领域，尤其涉及一种直插于动物气管内发生干粉气溶胶的手持式干粉气溶胶肺递送装置。

背景技术

随着人类呼吸道疾病和肺癌发病率的增加，可吸入物质对人体健康产生的危害愈发得到关注。近年来，科研人员开展了大量的关于农药、化学品、药品、化妆品和环境污染物等物质的动物吸入毒性实验以评价其安全性，例如考察其对肺癌、肺气肿、肺结核、肺炎、哮喘、慢阻肺和囊性纤维化等疾病发病的影响。目前吸入实验常用的两种方法分别是动物口鼻吸入法和动物气管滴注法。虽然这两种方法的应用范围较广，但也存在很多问题。例如，口鼻吸入法存在的问题有样品消耗量大，难以对可吸入物的动物实际吸入剂量进行准确定量，样品的有效利用率相对较低，仪器昂贵组成复杂，而气管滴注法又难以模拟人日常对可吸入物质的实际呼吸状态。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有吸入实验的至少一个缺陷，提供一种手持式干粉气溶胶肺递送装置，其可直接插入实验动物的气管内部再发生干粉气溶胶，能够实现样品到动物肺部的有效递送，动物对样品的实际吸入剂量可实现准确定量，同时此种染毒方式模拟了人体对可吸入物的实际呼吸状态。

为此，本实用新型提供了一种手持式干粉气溶胶肺递送装置，其包括：

供气部，其具有注射器，且所述供气部配置成利用所述注射器的活塞推动所述注射器的注射筒内的空气流出所述供气部，以提供空气流；

发生部，连接于所述供气部，配置成接收所述空气流，且使其内干粉的至少部分在所述空气流带动下随空气流一起运动并扩散形成干粉气溶胶；和

递送部，所述递送部具有递送管，所述递送管的进口端连接于所述发生部，以接收所述干粉气溶胶，所述递送管的出口端配置成插入动物气管内，以向所述动物气管内递送所述干粉气溶胶。

进一步地，所述发生部内沿所述空气流的流动方向依次且同轴地限定有干粉腔、加速腔和分散腔；

所述干粉腔为从所述发生部的进口端向内渐缩延伸的锥形腔；

所述加速腔包括连通所述干粉腔的连通段和连通所述分散腔且横截面为长方形的渐缩腔段，且所述渐缩腔段的出口呈缝隙状；

所述分散腔为沿所述空气流的流动方向渐缩的锥形腔。

进一步地，所述发生部包括：

壳体，其一端具有所述干粉腔，其另一端具有容纳腔；

加速腔体，安装于所述容纳腔内，其内具有所述加速腔；

分散腔体，安装于所述容纳腔内，其内具有所述分散腔。

进一步地，所述供气部还配置成使流出所述供气部的所述空气流的速度具有垂直于所述干粉腔的轴线方向的速度分量。

进一步地，所述供气部还包括换气装置，所述换气装置一端连接于所述注射器，另一端连接于所述发生部，且

所述换气装置配置成：

在所述注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入所述注射筒内；以及

在所述注射筒内压力变大时，使所述注射筒内的空气经由其进入所述发生部。

进一步地，所述换气装置包括：

换气管，其一端连接于所述注射器，其另一端连接于所述发生部，其内具有沿其长度方向延伸的换气腔，其周壁上开设有连通所述换气腔的空气进口；

第一单向阀，安装于所述空气进口处，配置成在所述注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入所述注射筒内；以及

第二单向阀，安装于所述换气腔内，配置成在所述注射筒内压力变大时，使所述注射筒内的空气经由其进入所述发生部。

进一步地，所述换气腔包括连接于所述注射筒的换气段和连接于所述发生部的出口段，所述出口段的直径大于所述换气段的直径；

所述第二单向阀安装于所述换气段和所述出口段的交界处，且所述第二单向阀包括封闭盖，其直径大于所述换气段的直径，小于所述出口段的直径；且

所述发生部的进口端插入所述换气腔的所述出口段。

进一步地，所述发生部还包括固定管，其一端插接于或通过螺纹连接于所述容纳腔的末端，且其内限定有开口朝向所述递送部的莫氏锥孔；

所述递送部还包括莫氏锥头，安装于所述递送管上，所述莫氏锥头插入所述莫氏锥孔，以将所述递送部安装于所述发生部。

进一步地，所述递送管的出口端的外周面为沿所述干粉气溶胶的流动方向先渐扩后渐缩的曲面。

进一步地，所述递送管为直线管，或所述递送管包括两个交叉呈100°至150°的直线管段；

所述注射筒包括精密高硼硅玻璃管，以及所述精密高硼硅玻璃管外包覆着的不锈钢壳体。

本实用新型的手持式干粉气溶胶肺递送装置依靠供气部、发生部和递送部能够使该装置直接插入到动物气管内部再发生干粉气溶胶，使样品有效递送到动物肺部。特别地，发生部的干粉腔内的样品粉末是以气溶胶的形式进入动物体内并全部由肺部吸收，其真实模拟了人体日常的吸入状态而且可对动物的实际吸入剂量进行准确定量，特别适用于吸入实验。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

附图中：

图1为根据本实用新型一个实施例的手持式干粉气溶胶肺递送装置的示意性结构图；

图2为图1所示手持式干粉气溶胶肺递送装置的示意性爆炸图；

图3为图1所示手持式干粉气溶胶肺递送装置的示意性剖视图；

图4为图3中A处的示意性放大图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图1为根据本实用新型一个实施例的手持式干粉气溶胶肺递送装置的示意性结构图。如图1并参考图2至图4所示，本实用新型实施例提供了一种手持式干粉气溶胶肺递送装置，该手持式干粉气溶胶肺递送装置包括供气部10、发生部20和递送部30。具体地，供气部10具有注射器11，且供气部10配置成利用注射器11的活塞推动注射器11的注射筒内的空气流出供气部10，以提供空气流。发生部20连接于供气部10，配置成接收来自注射器11的空气流，且使发生部20内所容纳的干粉的至少部分在空气流带动下随空气流一起运动并扩散形成干粉气溶胶。递送部30具有递送管31，递送管31的进口端连接于发生部20，以接收干粉气溶胶，递送管31的出口端配置成插入动物气管内，以递送干粉气溶胶。

本实用新型的手持式干粉气溶胶肺递送装置在使用时，供气部10的注射器11内容纳有洁净空气，推动注射器11的活塞形成一股空气流，空气流进入发生部20，在空气流的作用下，发生部20内所容纳的样品粉末(即干粉)被携带、卷起、扩散，最终形成干粉气溶胶。干粉气溶胶进入递送部30的递送管31内，由于递送管31已插入动物气管内部，那么干粉气溶胶则被其递送到动物气管内进而全部被动物的肺部吸收。

本实用新型实施例的手持式干粉气溶胶肺递送装置依靠供气部10、发生部20和递送部30能够使该装置直接插入到动物气管内部再发生干粉气溶胶，使样品有效递送到动物肺部。特别地，发生部20的干粉腔内的样品粉末是以气溶胶的形式进入动物体内并全部由肺部吸收，其真实模拟了人体日常的吸入状态而且可对动物的实际吸入剂量进行准确定量。

而且，本装置的样品粉末不仅包括药物样品，如作成粉末的医疗药品，还包括保健品、农药、化学品、化妆品和环境污染物(如PM2.5、PM10)等可吸入颗粒/粉末。此外，该手持式干粉气溶胶肺递送装置为手持式，人工操作，结构简单、体积小、使用方便。

在本实用新型的一些实施例中，发生部20内沿空气流的流动方向依次且同轴地限定有干粉腔、加速腔和分散腔。干粉腔为从发生部20的进口端向内渐缩延伸的锥形腔，以便于干粉的容纳和干粉被空气流携载。加速腔包括连通干粉腔的连通段和连通分散腔且横截面为长方形的渐缩腔段，且渐缩腔段的出口呈缝隙状。干粉腔的连通段可为圆柱形。分散腔为沿空气流的流动方向渐缩的锥形腔。发生部20内腔体的特殊结构，可使所容纳的样品粉末(即干粉)很好地被携带、卷起、扩散，形成浓度均匀的气溶胶。

具体地，在该实施例的一些实施方式中，发生部20可包括壳体21、加速腔体22和分散腔体23。壳体21的一端具有干粉腔，另一端具有容纳腔。加速腔体22安装于容纳腔内，其内具有加速腔。分散腔体23安装于容纳腔内，其内具有分散腔。加速腔体22和分散腔体23的外周面均为圆柱形，均可采用注塑成型工艺进行制造。

在该实施例的一些替代性实施方式中，发生部20也可包括壳体、加速腔体和分散腔体。然而，壳体的一端具有干粉腔和加速腔的连通段以及容纳腔。加速腔体内仅仅限定出加速腔的连通分散腔且横截面为长方形的渐缩腔段。分散腔体内具有分散腔。在该实施例的另一些替代性实施方式中，发生部20可包括壳体、第一加速腔体、第二加速腔体和分散腔体。壳体的一端具有干粉腔，另一端具有容纳腔。第一加速腔体内限定出加速腔的连通段，第二加速腔体内限定出加速腔的连通分散腔且横截面为长方形的渐缩腔段。分散腔体内具有分散腔。

在本实用新型的一些实施例中，为了便于注射筒内进入空气，供气部10还可包括换气装置12，其一端连接于注射器11，另一端连接于发生部20。换气装置12的作用在于当注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入注射筒内；当注射筒内压力变大时，使注射筒内的空气经由其进入发生部20。换言之，在向后拉动注射器11的活塞杆时，外界空气可经由换气装置12进入注射筒内进而储备空气；在向前推进注射器11的活塞杆时，注射筒内的空气可经由换气装置12进入发生部20以为形成干粉气溶胶提供气源。如此往复推拉注射器11的活塞杆以完成空气的释放和储备，从而可持续地发生干粉气溶胶。

换气装置12可包括换气管121、第一单向阀122和第二单向阀123。换气管121的一端连接于注射器11，其另一端连接于发生部20，其内具有沿其长度方向延伸的换气腔，其周壁上开设有连通换气腔的空气进口。第一单向阀122安装于空气进口处，配置成在注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入注射筒内。第二单向阀123安装于换气腔内，配置成在注射筒内压力变大时，使注射筒内的空气经由其进入发生部20。

为使发生部20内的样品粉末分散均匀形成均一的干粉气溶胶，在本实用新型的一些实施例中，供气部10还配置成使流出供气部10的空气流的速度具有垂直于干粉腔的轴线方向的速度分量。也就是说，流出供气部10的空气流在供气部10的作用下形成大致呈环形或/螺旋形的环形/螺旋形气流，和直线形气流相比，环形/螺旋形气流更易于将发生部20内的样品粉末卷起、扩散进而形成更均一的干粉气溶胶。

例如，换气腔包括连接于注射筒的换气段和连接于发生部20的出口段，出口段的直径大于换气段的直径。也就是说，换气腔具有台阶面。第二单向阀123安装于换气段和出口段的交界处，且第二单向阀123包括封闭盖，其直径大于换气段的直径，小于出口段的直径。当需要关闭第二单向阀123时，第二单向阀123的封闭盖可与台阶面接触抵靠。当第二单向阀123打开后，空气流可碰撞封闭盖从而流向发生改变，后碰撞到换气腔的出口段内周壁上，形成环形气流或螺旋形气流。

而且，在该实施例中，发生部20的进口端插入换气腔的出口段，具体地，使壳体21的具有干粉腔的一端插入换气腔的出口段。这样设置可使使流出供气部10的空气流的速度具有垂直于干粉腔的轴线方向的速度分量，也就是说，可使环形气流或螺旋形气流卷起干粉腔内的样品粉末。

在本实用新型的一些实施例中，发生部20还包括固定管24，其一端插接于或通过螺纹连接于壳体21的容纳腔的末端，且其内限定有开口朝向递送部30的莫氏锥孔。递送部30还包括莫氏锥头32，安装于递送管31上，莫氏锥头32插入莫氏锥孔，以将递送部30安装于发生部20。

进一步地，为保证本装置中注射器11的强度和精度，注射器11的注射筒可由高硼硅玻璃管和其外表面包覆着的不锈钢壳体组成。注射器11的活塞可包括活塞部和推杆部。

为了便于实际实验的需求，针对不同的动物，递送管31为直线管或者由两个交叉呈100°至150°的直线管段组成，角度一般选用120°、125°等。递送管31可设计为任意长度，递送管31的外径可为300至350微米，从而使得本实用新型的手持式液体气溶胶肺递送装置可适用于小鼠、大鼠、兔子、狗和马等小动物或大动物的肺部气溶胶递送。进一步地，为减少递送管31向动物气管插入拔出过程中对气管的损伤，递送管31的出口端的外周面为沿干粉气溶胶的流动方向先渐扩后渐缩的曲面。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，包括：

供气部，其具有注射器，且所述供气部配置成利用所述注射器的活塞推动所述注射器的注射筒内的空气流出所述供气部，以提供空气流；

发生部，连接于所述供气部，配置成接收所述空气流，且使其内干粉的至少部分在所述空气流带动下随空气流一起运动并扩散形成干粉气溶胶；和

递送部，所述递送部具有递送管，所述递送管的进口端连接于所述发生部，以接收所述干粉气溶胶，所述递送管的出口端配置成插入动物气管内，以向所述动物气管内递送所述干粉气溶胶。

2.根据权利要求1所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述发生部内沿所述空气流的流动方向依次且同轴地限定有干粉腔、加速腔和分散腔；

所述干粉腔为从所述发生部的进口端向内渐缩延伸的锥形腔；

所述加速腔包括连通所述干粉腔的连通段和连通所述分散腔且横截面为长方形的渐缩腔段，且所述渐缩腔段的出口呈缝隙状；

所述分散腔为沿所述空气流的流动方向渐缩的锥形腔。

3.根据权利要求2所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，所述发生部包括：

壳体，其一端具有所述干粉腔，其另一端具有容纳腔；

加速腔体，安装于所述容纳腔内，其内具有所述加速腔；

分散腔体，安装于所述容纳腔内，其内具有所述分散腔。

4.根据权利要求2所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述供气部还配置成使流出所述供气部的所述空气流的速度具有垂直于所述干粉腔的轴线方向的速度分量。

5.根据权利要求1所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述供气部还包括换气装置，所述换气装置一端连接于所述注射器，另一端连接于所述发生部，且

所述换气装置配置成：

在所述注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入所述注射筒内；以及

在所述注射筒内压力变大时，使所述注射筒内的空气经由其进入所述发生部。

6.根据权利要求5所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，所述换气装置包括：

换气管，其一端连接于所述注射器，其另一端连接于所述发生部，其内具有沿其长度方向延伸的换气腔，其周壁上开设有连通所述换气腔的空气进口；

第一单向阀，安装于所述空气进口处，配置成在所述注射筒内压力变小时，使外界空气经由其进入所述注射筒内；以及

第二单向阀，安装于所述换气腔内，配置成在所述注射筒内压力变大时，使所述注射筒内的空气经由其进入所述发生部。

7.根据权利要求6所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述换气腔包括连接于所述注射筒的换气段和连接于所述发生部的出口段，所述出口段的直径大于所述换气段的直径；

所述第二单向阀安装于所述换气段和所述出口段的交界处，且所述第二单向阀包括封闭盖，其直径大于所述换气段的直径，小于所述出口段的直径；且

所述发生部的进口端插入所述换气腔的所述出口段。

8.根据权利要求3所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述发生部还包括固定管，其一端插接于或通过螺纹连接于所述容纳腔的末端，且其内限定有开口朝向所述递送部的莫氏锥孔；

所述递送部还包括莫氏锥头，安装于所述递送管上，所述莫氏锥头插入所述莫氏锥孔，以将所述递送部安装于所述发生部。

9.根据权利要求1所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，所述递送管的出口端的外周面为沿所述干粉气溶胶的流动方向先渐扩后渐缩的曲面。

10.根据权利要求1所述的手持式干粉气溶胶肺递送装置，其特征在于，

所述递送管为直线管，或所述递送管包括两个交叉呈100°至150°的直线管段；

所述注射筒包括精密高硼硅玻璃管，以及所述精密高硼硅玻璃管外包覆着的不锈钢壳体。