ES2355259T3 - Boquilla microestructurada de alta presión con función de filtro incorporada. - Google Patents

Abstract

Boquilla microestructurada con un filtro, una entrada para líquido sin filtrar y una salida para líquido filtrado, en donde la boquilla comprende: una placa de base sustancialmente plana (1) y una placa de techo fijable a ella; un filtro principal configurado como una estructura primaria con varios salientes (7) dispuestos en filas (3) unos junto a otros, como componentes integrales de la placa de base (1) y los cuales sobresalen cada uno de ellos de esta última, estando los salientes (7) distanciados unos de otros por canales (8) que forman un camino de fluido a través de la boquilla desde la entrada hasta la salida, cubriendo la placa de techo los salientes (7) y los canales (8) cuando está fijada a la placa de base; y un recinto colector de filtrado (50a) dispuesto detrás del filtro principal en la dirección de flujo, caracterizada porque en el recinto colector de filtrado (50a) está formada una estructura secundaria (50) que comprende una pluralidad de elementos de montaje (51) que atacan en la placa de base (1) y/o en la placa de techo, que presentan un diámetro de 0,005 mm a 0,02 mm.

Description

La presente invención concierne a una boquilla microestructurada de alta presión con función de filtro incorporada para un atomizador de alta presión destinado a nebulizar líquidos medicinales.

Estado de la técnica

La terapia de inhalación está adquiriendo una importancia cada vez mayor en la terapia de enfermedades de las 5 vías respiratorias, tales como asma o COPD.

Desde la prohibición de las formulaciones de gas propulsor que funcionan con hidrocarburos fluoroclorados se trabaja con éxito creciente en suplementos comparablemente eficaces o mejorados para generar aerosoles adecuados para los pulmones.

Con las solicitudes de patente internacionales WO 91/14468 y WO 97/12687 se ha presentado un nuevo 10 suplemento para inhaladores que se caracterizan no sólo porque proporciona un aerosol exento de agente propulsor sobre una base acuosa perfectamente compatible, cuya distribución de gotitas está ajustada a medida respecto de la absorción en el pulmón, sino que, además, posee un tamaño manejable que es comparable al tamaño de los inhaladores conocidos que funcionan con un agente propulsor.

Este nebulizador denominado también Respimat puede atomizar soluciones líquidas de medicamento en una 15 cantidad de preferiblemente menos de 20 microlitros por medio de una única carrera para transformarlas en un aerosol con un tamaño medio de partículas de menos de 10 micrómetros. De este modo, se puede administrar al paciente la dosis terapéuticamente eficaz del medicamento por medio de volúmenes muy pequeños.

En este nebulizador se bombea primero una solución de medicamento de un reservorio a una cámara de presión a través de una cánula con un cuerpo de válvula integrado y se la trasfiere desde allí a un aerosol adecuado para los 20 pulmones y se la rocía a través de una boquilla por medio de una alta presión de hasta 500 bares. La presión es generada aquí por un muelle helicoidal que es tensado de nuevo por el paciente antes de cada carrera con un pequeño consumo de fuerza. Simultáneamente con el movimiento de tensado se llena la cámara de presión con la solución de medicamento. Detalles de este mecanismo pueden deducirse de las figuras 6a y 6b del documento WO 97/12687.

Este atomizador consiste sustancialmente en 25

- una parte superior de carcasa,

- una boquilla en la parte superior de la carcasa,

- una carcasa de muelle que está unida con la parte superior de la carcasa y sobre la cual se asienta la parte inferior de la carcasa,

- un recipiente de reserva que puede enchufarse en un recinto interior definido por la carcasa del muelle, y 30

- un pistón hueco con cuerpo de válvula integrado, conduciendo el pistón hueco desde el recipiente de reserva en dirección a la boquilla.

En la parte superior de la carcasa se encuentra, además, una carcasa de bomba, en un extremo de la cual se encuentra el cuerpo de boquilla con la boquilla o la disposición de boquilla. El pistón hueco desemboca también en la carcasa de la bomba. Entre él y la boquilla se encuentra una cámara de presión. 35

La carcasa del muelle está unida de forma giratoria con la parte superior de la carcasa y el muelle es tensado en último término en virtud del movimiento de giro por medio de un mecanismo de bloqueo y tensado dispuesto en la parte superior de la carcasa.

Con el tensado del muelle se mueve una pestaña accionada que se encuentra en la zona superior de la carcasa del muelle y en la que está suspendido el pistón hueco. 40

El pistón hueco con cuerpo de válvula corresponde a un dispositivo divulgado en el documento WO 97/12687.

Como boquilla se emplea preferiblemente una boquilla o cuerpo de boquilla fabricado por microtécnica. Un cuerpo de boquilla microestructurado de esta clase se divulga, por ejemplo, en el documento WO 94/07607 o en el documento WO 99/16530. La boquilla del documento WO 99/16530 es el punto de partida para la presente invención. Por tanto, se hace referencia a todo el documento WO 99/16530, especialmente a la forma de ejecución reivindicada 45 por el documento EP 1017469 B1, con todas sus características.

El cuerpo de boquilla consiste en dos placas unidas fijamente una con otra que son preferiblemente de vidrio y/o silicio y de las cuales al menos una placa presenta uno o varios canales microestructurados que unen el lado de entrada de la boquilla con el lado de salida de la misma. El lado de salida de la boquilla con las aberturas de la boquilla se encuentra preferiblemente en el lado opuesto al lado de entrada de la boquilla. 50

El lado de entrada de la boquilla tiene una entrada de líquido o varias entradas de líquido. La entrada o las entradas pueden estar formadas como filtros previos. Como alternativa a esto, el filtro previo puede estar pospuesto también por separado con respecto a la entrada/entradas en la dirección del flujo.

Después de pasar por el filtro previo, el líquido circula a través del filtro principal, el cual está formado por una pluralidad de salientes. 5

Detrás del filtro principal, visto en la dirección del flujo, se encuentra un recinto colector de filtrado para líquido ya filtrado.

El líquido pasa del recinto colector a una salida que está realizada preferiblemente en forma de una boquilla con una o varias aberturas.

El filtro principal presenta una pluralidad de salientes dispuestos en filas, preferiblemente en forma de zig-zag, 10 que sobresalen de una placa de base – preferiblemente plana – y que, por tanto, son parte integrante de la placa de base. La placa de base está completamente cubierta por una placa de techo –preferiblemente plana. De este modo, se forma una pluralidad de canales entre los salientes, la placa de base y la placa de techo. Estos canales forman un paso del lado de entrada al lado de salida de la boquilla con filtro. La distancia entre la placa de base en el entorno de los salientes y la placa de techo dentro de una fila de salientes es aproximadamente tan grande como la anchura de los 15 canales en el lado de los salientes en el que el líquido entra en la fila de canales. A través de una o varias hendiduras de entrada alargadas entra líquido sin filtrar en el filtro. La hendidura o hendiduras de entrada son aproximadamente tan altas como los salientes que sobresalen de la placa de base en el lado de entrada del filtro.

La placa de base consiste preferiblemente en silicio. Esta placa está cubierta por arriba, preferiblemente por una placa de vidrio. 20

Para la fabricación de las boquillas se recorren los pasos siguientes:

- estructuración de una carga de placas de base;

- unión de la carga de la placa de base y la placa de cubierta una con otra; y

- separación de las disposiciones de boquilla individuales.

La placa de base se estructura preferiblemente por técnicas de ataque químico de una manera en sí conocida. 25 Las alturas de las estructuras anteriormente descritas están comprendidas entre 2 y 40 micrómetros, usualmente entre alrededor de 3 y 20 micrómetros, preferiblemente entre alrededor de 4 y 14 micrómetros, y especialmente entre 5 y 7 micrómetros. El material que se emplea para la placa de base es preferiblemente un silicio monocristalino, ya que éste es barato y se encuentra disponible en un estado (es decir, en pastillas) en el que es suficientemente plano y paralelo y presenta sólo una pequeña aspereza superficial, y puede unirse con la placa de cubierta sin la aplicación adicional de 30 adhesivos u otros materiales durante el proceso de unión subsiguiente. Para fabricar una pluralidad de disposiciones de boquilla en forma paralela se produce una pluralidad de placas de base con estructuras sobre una pastilla de silicio.

Después del estructurado se limpia la placa de silicio. La placa de silicio es unida después a una placa de cubierta por pegado anódico (véase la patente US 3.397.278 del 13.8.1968, Pomerantz et al.).

Como placa de cubierta son adecuadas, por ejemplo, placas de vidrio, tal como vidrio de borosilicato de metal 35 alcalino, tal como, por ejemplo, Pyrex (#7740 Corning) o Tempax (Schott). Estas pueden unirse mediante pegado anódico del silicio y el vidrio.

Después del proceso de pegado se subdivide la estructura compuesta en unidades individuales (por ejemplo, cuadrados) por medio de una sierra circular de diamante que gira a mucha velocidad.

Con este filtro conocido se ha perseguido el objetivo de fabricar económicamente una boquilla de esta clase para 40 un inhalador de la clase comentada al principio (Respimat).

Se ha visto ahora sorprendentemente que las boquilla muestran en su totalidad un diagrama de rociado más uniforme y más ventajoso para una aplicación duradera cuando se modifica la configuración de las microestructuras en el interior de la boquilla.

Descripción de la invención 45

Ante estos antecedentes, el cometido de la presente invención consiste en mejorar el diagrama de rociado medio para una pluralidad de boquillas.

Otro cometido consiste en no aumentar sensiblemente la resistencia al flujo en la boquilla.

Otro cometido consiste en instalar la boquilla según la invención en un inhalador del tipo Respimat.

Este problema se resuelve haciendo que en la boquilla del género expuesto esté formada en la zona entre la estructura del filtro y la salida de la boquilla, es decir, en el recinto colector del filtrado, una segunda clase de microestructuras que se diferencian de las estructuras del filtro. En lo que sigue, esta segunda clase de microestructuras se denomina estructura secundaria y las estructuras del filtro se combinan bajo el término de estructura primaria. Visto en la dirección del flujo, esta estructura secundaria está pospuesta a la estructura primaria. 5

Según la invención, en el recinto colector del filtrado están formados elementos de montaje adicionales para producir la estructura secundaria. Preferiblemente, se trata aquí de resaltos a manera de cilindros que se extienden desde el fondo de la placa de base hasta la placa de techo. Preferiblemente, se trata aquí de cilindros con sección transversal circular.

Son ventajosos elementos de montaje cuya altura corresponda a la altura del recinto colector del filtrado. 10

Los elementos de montaje pueden estar elaborados en la placa de base.

Se prefieren formas de ejecución en las que los elementos de montaje están dispuestos en respectivas filas paralelas de la disposición ABAB con distancias preferiblemente equidistantes dentro de las filas A y B entre las filas A y B. Las filas contiguas A y B están desplazadas en la dirección del flujo, preferiblemente en la medida del diámetro de los elementos de montaje. Debido a la utilización de elementos de montaje con sección transversal circular se obtiene así 15 una geometría en la que cada uno de los elementos de montaje forma en centro de un hexágono equilátero, estando formado cada vértice por un elemento de montaje contiguo (modelo hexagonal). Naturalmente, esto se aplica sólo parcialmente o no se aplica en absoluto a los elementos de montaje dispuestos en posiciones próximas al borde.

La dimensión de los elementos de montaje se elige de modo que no conduzcan a un incremento sensible de la resistencia al flujo. Esto se consigue debido a que las distancias entre los elementos de montaje, que forman cada uno 20 un canal de paso para el líquido circulante, son tales que la sección transversal resultante perpendicularmente a la dirección del flujo y eficazmente permeable para el líquido es mayor que la superficie de la sección transversal eficaz correspondiente de los canales de paso formados por las estructuras del filtro. Por tanto, el comportamiento de flujo del líquido en el interior de la boquilla es influenciado al máximo por las estructuras del filtro principal.

La sección transversal de los elementos de montaje está configurada preferiblemente de tal manera que se 25 minimice la resistencia al flujo para un líquido circulante. A este respecto, se prefieren secciones transversales redondas u ovaladas.

Como alternativa de las secciones transversales anteriormente descritas, éstas pueden ser también triangulares, de forma de trapecio o cuadrangulares, debiendo estar orientados los vértices en la dirección del flujo.

Pueden ser ventajosas forman de ejecución con dimensiones y distancias entre los elementos de montaje que, 30 aprovechando la tensión superficial del líquido, ejerzan influencias sobre la capacidad de evaporación de la solución.

Los elementos de montaje presentan preferiblemente una distancia en el intervalo de 0,005 mm a 0,02 mm. Según un perfeccionamiento preferido los propios elementos de montaje tienen un diámetro en el intervalo de 0,005 mm a 0,02 mm. Las distancias deberán ser mayores que las distancias más pequeñas de las estructuras que constituyen la estructura del filtro en forma de zig-zag. 35

La densidad de elementos de montaje es preferiblemente de 200000 a 300000 por centímetro cuadrado y más preferiblemente es de 250000 por centímetro cuadrado.

Sin embargo, se ha visto que es favorable construir los elementos de montaje con una pared periférica cóncava o, como alternativa a ésta, una pared periférica convexa.

Las estructuras del filtro principal son ventajosamente salientes que se extienden en una configuración de zig-zag 40 por toda la anchura del recinto interior de la boquilla. Las puntas de esta configuración miran alternando en dirección al lado de entrada y al lado de salida. Una línea central imaginaria, transversal a la dirección de flujo principal, subdivide la configuración en dos zonas de aproximadamente el mismo tamaño.

Debido a la disposición en zig-zag de los elementos de construcción del filtro principal, se varía la dirección del líquido casi en ángulo recto, considerado desde la dirección de flujo original. A continuación, se efectúa en el recinto 45 colector una nueva variación de la dirección de flujo, esta vez volviendo nuevamente a la dirección contraria a la primera dirección de rotación, en un ángulo interior de menos de 90 grados.

Los salientes anteriormente citados pueden estar yuxtapuestos aquí en toda la anchura del filtro para establecer la configuración en forma de zig-zag.

En una primera forma de ejecución preferida, los elementos de montaje están formados en el lado de la salida, 50 detrás de la configuración en zig-zag en la dirección de flujo. Estos elementos de montaje pueden extenderse aquí desde la línea media imaginaria de la configuración en forma de zig-zag hasta las aberturas de boquilla.

Como alternativa de esto, en una segunda forma de ejecución los elementos de montaje pueden estar formados hasta las puntas del sistema de filtro que se proyectan en dirección a la entrada, si bien se ha vaciado preferiblemente la zona situada delante de la configuración en forma de zig-zag.

En una tercera variante los elementos de montaje pueden estar dispuestos también tanto delante como detrás de la configuración en zig-zag, considerado en la dirección del flujo. 5

En una forma de ejecución alternativa, los salientes del filtro principal pueden estar dispuestos en varias filas en forma de cascada. Los salientes dispuestos más cerca del lado de entrada del filtro pueden ser de mayor tamaño que los salientes dispuestos más en el lado de salida del filtro.

La distancia entre la placa de base plana y la placa de techo plana en el entorno de cada fila de salientes dispuesta en forma de cascada es aproximadamente tan grande como la anchura de los canales en el lado de los 10 salientes en el que el líquido entra en la serie de canales. Esta distancia está entre la mitad y el doble de la anchura de los canales. Esta distancia puede disminuir de una fila a otra – visto en la dirección del flujo. Por tanto, los canales tienen en su lado de entrada para el líquido una sección transversal aproximadamente cuadrada.

En todas las formas de ejecución la distancia entre la placa de base plana en el entorno de los salientes y la placa de techo plana dentro de una fila de salientes del filtro principal puede ser constante. En la zona del extremo de la 15 fila que está en las inmediaciones del lado de salida del filtro, esta distancia puede ser mayor que en la zona del extremo de la fila que está en las inmediaciones del lado de entrada del filtro. Esta distancia puede aumentar de preferencia en forma aproximadamente lineal de un extremo a otro de la fila de salientes.

Los lados mutuamente opuestas de dos filas contiguas de salientes delimitan un recinto continuo en el que entra el líquido de todos los canales entre los salientes de una primera fila y del que sale el líquido hacia todos los canales 20 entre los salientes de la fila contigua. Delante de la primera fila de salientes del filtro principal se encuentra un recinto colector con sección transversal alargada en el que se introduce líquido sin filtrar o filtrado en forma basta y desde el cual el líquido penetra en todos los canales entre los salientes de la primera fila. Detrás de la última fila de salientes se encuentra el recinto colector de filtrado con sección transversal alargada, en el que penetra el fluido de todos los canales de la última fila y del cual se descarga el líquido filtrado. 25

Los salientes del filtro principal pueden tener la forma de nervios que – visto en la dirección de flujo – son rectos o están curvados. Asimismo, los salientes pueden tener la forma de columnas – preferiblemente rectas – con cualquier sección transversal, preferiblemente con sección transversal circular o poligonal.

La longitud de los canales que discurren entre nervios es al menos el doble de su altura en el lado de entrada del líquido. La sección transversal de los canales es aproximadamente cuadrada o en forma de barril o de trapecio; en el 30 último caso, el lado más largo del trapecio puede estar formado por la placa de techo. Los canales tienen, por ejemplo, una longitud de 5 a 50 micrómetros, una altura de 2,5 a 25 micrómetros y una anchura de 2,5 a 25 micrómetros. La anchura de los canales puede hacerse más grande hacia el lado de entrada.

La distancia entre las filas de salientes del filtro principal es preferiblemente el doble de la anchura de los canales en el lado de entrada. Las filas de salientes pueden discurrir paralelas una a otra o a manera de meandros o 35 preferiblemente a manera de zig-zag. Las filas dispuestas en zig-zag pueden estar inclinadas una respecto de otra en un ángulo de 2 a 25 grados.

Las partículas a filtrar son depositadas primero por las filas de salientes dispuestas en zig-zag en las zonas del lado de entrada del líquido que se encuentran en las proximidades del lado de salida del filtro, creciendo paulatinamente el espacio entre las filas de salientes – comenzando en la zona del lado de salida del filtro. El filtro está obstruido 40 aproximadamente de forma completa y tiene agotada la capacidad de filtrado únicamente cuando el recinto de entrada entre cada dos filas de salientes está casi completamente lleno de partículas a filtrar.

El grado de separación del filtro está definido de manera relativamente nítida a causa de la pequeña fluctuación de las dimensiones de los canales. El filtro no necesita ningún distribuidor de la corriente de llegada para el líquido a filtrar ni ningún colector de filtrado para el líquido filtrado. 45

El líquido filtrado es conducido a una boquilla en el recinto colector de filtrado. Ésta presenta preferiblemente dos aberturas inclinadas una hacia otra. El líquido es dividido así por la boquilla en dos chorros que están dirigidos uno hacia otro, de modo que éstos inciden detrás de la abertura de la boquilla.

En formas de ejecución preferidas se han formado en el interior de la boquilla, en la dirección del flujo, primero la estructura primaria del filtro y a continuación la estructura secundaria. La estructura del filtro se extiende aquí por toda la 50 anchura de la cavidad formada en el interior de la boquilla y por una longitud de preferiblemente 30 a 70%, más preferiblemente 40 a 50% de la longitud total de la cavidad formada en el interior de la boquilla. Preferiblemente, las estructuras del filtro comienzan inmediatamente después de la entrada de la boquilla o junto con ésta. En formas de ejecución especialmente preferidas la zona del filtro presenta dos clases de sistemas de filtro: Un filtro basto antepuesto y un filtro principal fino. El filtro basto puede estar constituido por una única fila de elementos estructurales que está 55

configurada paralela en toda la anchura del recinto. El filtro principal presenta preferiblemente la configuración de zig-zag ya comentada. La estructura secundaria está formada entonces en la zona comprendida entre el extremo del filtro y la salida de la boquilla.

La boquilla según la invención puede fabricarse según el procedimiento anteriormente comentado a base de metal, silicio, vidrio, cerámica o plástico. Para la placa de base se puede emplear el mismo u otro material que para la 5 placa de techo. El filtro es adecuado para el dominio de alta presión, por ejemplo hasta 30 MPa (300 bares).

A diferencia del procedimiento conocido por el estado de la técnica, en la fabricación de la boquilla según la invención la pastilla de silicio microestructurada firmemente unida con la placa de vidrio es provista, en el lado del fondo, con una película adhesiva antes de que se elaboren las boquillas individuales en la placa.

La boquilla con filtro microestructurada según la invención es de especial importancia para el filtrado y 10 atomización de un medicamento disuelto en un disolvente con el fin de generar un aerosol para su aplicación por inhalación. Disolventes adecuados son, por ejemplo, agua o etanol o mezclas de éstos. Medicamentos adecuados son, por ejemplo, Berotec (hidrobromuro de fenoterol), Atrovent (bromuro de ipratropio), Berodual (bromuro de ipratropio más hidrobromuro de fenoterol), Salbutamol (como sulfato o base libre), Combivent (bromuro de ipratropio más Salbutamol), Oxivent, bromuro de tiotropio y otros. 15

Por tanto, la presente invención comprende no sólo las boquillas anteriormente descritas según la invención, sino también sus procedimientos de fabricación a escala industrial, las boquillas obtenibles con ellos e inhaladores, preferiblemente los del tipo Respimat, que contienen estas boquillas y con los que pueden atomizarse preferiblemente formulaciones de inhalación medicinalmente eficaces.

La boquilla con filtro microestructurada según la invención tiene aún las ventajas siguientes, además de las ya 20 mencionadas:

- A causa de la multitud de canales en una superficie pequeña, dicha boquilla sigue siendo capaz de funcionar incluso aunque algunos canales sean obstruidos por impurezas del líquido. Esta propiedad es decisiva para la utilidad del filtro, que está ensamblado con una boquilla. En su empleo en un atomizador para administrar un medicamento, un fallo del atomizador dentro de un período de uso indicado puede 25 tener graves consecuencias para el usuario.

- Los canales están definidos según su forma, superficie de la sección transversal y longitud dentro de estrechos límites. En un caso especial, las dimensiones de todos los canales dentro de un filtro son iguales.

- La sección transversal de los canales puede adaptarse a otras condiciones, por ejemplo a la sección 30 transversal de una boquilla pospuesta.

- Dentro de un pequeño volumen de filtro se puede alojar una gran superficie filtrante.

- El flujo del líquido, antes de su entrada en los canales entre filas dispuestas en zig-zag, está orientado en dirección sustancialmente perpendicular al flujo en los canales.

- La superficie filtrante abierta (suma de la superficie de la sección transversal de todos los canales) es al 35 menos el 50% de toda la superficie filtrante.

- El filtro tiene un pequeño volumen muerto, especialmente en el caso de una alta densidad de elementos de montaje.

- Las boquillas pueden producirse a escala industrial y en gran número de unidades, con reducidos rechazos. 40

- En el recinto colector del filtrado se reducen, a consecuencia de los elementos de montaje, los procesos de cristalización o de precipitación en el líquido que contiene el medicamento.

- Por último, debido a la variación de la estructura de la boquilla según la invención se puede reducir, en la producción a escala industrial, en aproximadamente el factor 100, de 0,1-0,5% a 0,001-0,005% la proporción de boquillas que no muestran un diagrama de rociado duraderamente uniforme. 45

Se explica la invención con más detalle haciendo referencia a las figuras.

La figura 1 muestra una forma de ejecución de la boquilla con filtro, visto desde el lado inicialmente abierto, que se cubre a continuación con la placa de techo (no representada). La placa de base (1) está microestructurada entre las zonas de borde (2a, 2b). Las filas (3) de salientes están dispuestas a manera de zig-zag; las filas están inclinadas una respecto de otra en el ángulo alfa. En el lado de entrada del líquido se encuentra delante de la disposición en zig-zag 50 otra fila de salientes (4) que sirven de filtro previo. Delante de los salientes (4) se encuentran hendiduras de entrada (5)

a través de las cuales entra el líquido sin filtrar en el filtro. En esta forma de ejecución se ha dispuesto a continuación del filtro una boquilla (6) de la cual sale el líquido filtrado. La boquilla es un componente integrante de la placa de base. El espacio existente entre las filas de filtros (3) y la boquilla (6) es el recinto colector de filtrado. En éste se encuentra dispuesta una estructura secundaria (50) entre la placa de base y la placa de techo. Esta estructura secundaria comprende un gran número de elementos de montaje (51) que se extienden entre estas dos placas. La ampliación 5 fragmentaria representada a la derecha ilustra este estado de cosas. Las distancias entre los elementos de montaje (51) son de manera preferida de 0,02 mm de un punto medio a otro. Asimismo, el diámetro de los elementos de montaje (51) es idealmente de 0,01 mm.

La figura 2 muestra en representación ampliada la disposición de los salientes en las filas (3). Los salientes (7) son en este caso nervios rectangulares. 10

La figura 3 muestra una sección transversal a través de una fila de salientes a lo largo de la línea A-A de la figura 2. Los salientes (7) tienen lados longitudinales curvados en forma cóncava, entre los cuales están situados unos canales (8) con sección transversal en forma de barril.

La figura 4 muestra varias formas de ejecución de salientes, cada una de ellas vista desde el lado inicialmente abierto del filtro. Se han representado un nervio rectangular (11), un nervio alargado (12) con anchura constante y lados 15 estrechos redondeados, un nervio (13) a manera de ala, un nervio (14) con anchura constante y un lado estrecho oblicuo y un nervio (15) curvado a manera de segmento de círculo. Asimismo, se han representado: una columna cuadrada (16), una columna triangular (17), una columna redonda (18) y una columna octogonal (19).

La figura 5 muestra secciones transversales a través de nervios diferentes, concretamente una sección transversal rectangular (21), una sección transversal (22) con lados longitudinales curvados en forma cóncava, una 20 sección transversal (23) de forma de trapecio, en la que el lado largo del trapecio está unido con la placa de base (1), una sección transversal (24) de forma de trapecio en la que el lado corto del trapecio está unido con la placa de base (1), y un nervio (25) con dos aristas longitudinales redondeadas.

La figura 6 muestra diferentes disposiciones de salientes, en las que los salientes – independientemente de su forma – están indicados por medio de puntos de diferente tamaño. Los salientes pueden estar dispuestos en forma de 25 matriz (31) o bien linealmente en una fila (32) o en forma de meandros (33) o en forma de zig-zag (34). Varios salientes dispuestos en forma de filas (35), en forma de meandros o en forma de zig-zag (36) pueden estar dispuestos uno tras otro a manera de cascada.

La figura 7 muestra la orientación de nervios con respecto a la dirección de entrada (41) del flujo del líquido. Los nervios (42) están dispuestos paralelamente a la dirección de entrada del flujo, los nervios (43) están dispuestos 30 perpendicularmente a la dirección de entrada del flujo y los nervios (44) están inclinados de manera diferente con respecto a la dirección de entrada del flujo.

En las figuras 8a/b, que son idénticas a las figuras 6a/b del documento WO 97/12687, se ilustra el nebulizador (Respimat) con el cual se pueden inhalar ventajosamente los preparados de aerosol acuosos según la invención.

La figura 8a muestra una sección longitudinal a través del atomizador con muelle tensado, 35

la figura 8b muestra una sección longitudinal a través del atomizador con muelle destensado.

La parte de carcasa superior (77) contiene la carcasa (78) de una bomba en cuyo extremo está montado el sujetador (79) para la boquilla atomizadora. En el sujetador se encuentran el cuerpo de boquilla (80) según la invención con el filtro (55). El pistón hueco (57) fijado en la brida accionada (56) del mecanismo de bloqueo y sujeción penetra parcialmente en el cilindro de la carcasa de la bomba. El pistón hueco lleva en su extremo el cuerpo de válvula (58). El 40 pistón hueco está sellado por medio de la junta (59). Dentro de la parte superior de la carcasa se encuentra el tope (60), al que se aplica la pestaña accionada cuando está destensado el muelle. En la pestaña accionada se encuentra el tope (61), al cual se aplica dicha pestaña accionada cuando está tensado el muelle. Después del tensado del muelle, el miembro de bloqueo (62) se introduce entre el tope (61) y un apoyo (63) de la parte superior de la carcasa. El pulsador de disparo (64) está unido con el miembro de bloqueo. La parte superior de la carcasa termina en la embocadura (65) y 45 está cerrada con la caperuza de protección enchufable (66).

La carcasa (67) con muelle de compresión (68) está montada de forma giratoria en la parte superior de la carcasa por medio de los apéndices de encaje a resorte (69) y los cojinetes de giro. Sobre la carcasa del muelle está enchufada la parte de carcasa inferior (70). Dentro de la carcasa del muelle se encuentra el recipiente de reserva recambiable (71) para el fluido (72) que ha de ser atomizado. El recipiente de reserva está cerrado con el tapón (73), a través del cual el 50 pistón hueco penetra en el recipiente de reserva y se sumerge con su extremo en el líquido (reserva de solución de sustancia activa).

En la superficie envolvente de la carcasa del muelle está montado el husillo (74) para el mecanismo contador mecánico. En el extremo del husillo que está vuelto hacia la parte superior de la carcasa se encuentra el piñón de accionamiento (75). Sobre el husillo está asentado un cursor (76). 55

Un atomizador con el que se debe producir un aerosol a partir de un líquido que lleva un medicamento, contiene la boquilla según la invención, que está construida de manera análoga a la boquilla representada en la figura 1.

En lo que sigue se describe una forma de ejecución preferida. Los valores numéricos que aquí se indican representan valores numéricos preferidos, incluidas desviaciones del 20%.

Esta boquilla tiene una placa de base de una anchura de 2,6 mm y una longitud de aproximadamente 5 mm. Sobre una 5 anchura de aproximadamente 2 mm contiene 40 filas de salientes dispuestas a manera de zig-zag. Cada fila tiene una longitud de 1,3 mm. Los salientes son nervios rectangulares que tienen una longitud de 10 micrómetros y una anchura de 2,5 micrómetros; sobresalen 5 micrómetros de la placa de base. Entre los nervios se encuentran unos canales que tienen una altura de 5 micrómetros y una anchura de 3 micrómetros. Los elementos de montaje de la estructura secundaria tienen un diámetro de 0,01 mm. La distancia de los elementos de montaje es también de 0,01 mm. En el 10 lado de entrada del líquido en la boquilla se encuentra una fila de 10 nervios rectangulares que tienen una longitud de 200 micrómetros y una anchura de 50 micrómetros; éstos sobresalen 100 micrómetros de la placa de base. Entre estos nervios se encuentran los canales, que tienen una altura de 100 micrómetros y una anchura de 150 micrómetros. A una distancia de aproximadamente 300 micrómetros delante de la fila de nervios se encuentra la rendija de entrada, la cual tiene una anchura de aproximadamente 22 mm y una altura de 100 micrómetros. 15

Detrás de las filas de nervios dispuestas a manera de zig-zag se encuentra el recinto colector de filtrado, que tiene una altura de 5 micrómetros y se estrecha paulatinamente desde una anchura de 2 mm y desemboca en una boquilla de sección transversal rectangular que presenta una altura de 5 micrómetros y una anchura de 8 micrómetros. Esta abertura de boquilla ha sido producida al mismo tiempo que la microestructuración que la placa de base.

Asimismo, en la figura 1 puede apreciarse la línea media 52, que atraviesa la disposición a manera de zig-zag de 20 las filas 3 a aproximadamente la mitad de la distancia entre la punta 53 del lado de entrada y la punta 54 del lado de salida.

Lista de símbolos de referencia

1 Placa de base

2a, 2b Zona de borde 25

3 Fila de salientes (7)

4 Salientes (filtros previos)

5 Hendidura de entrada

6 Boquilla

7 Salientes 30

8 Canal

11, 12, 13, Salientes (7) en forma de nervios

14, 15 16, 17, 18, Salientes (7) en forma de columnas

19, 21 Sección transversal de nervio rectangular

22 Sección transversal de nervio con lados longitudinales cóncavos 35

23 Sección transversal de nervio de forma de trapecio (lado largo unido)

24 Sección transversal de nervio de forma de trapecio (lado corto unido)

25 Nervio con aristas longitudinales redondeadas

31 Disposición de salientes (7) a manera de matriz

32 Disposición lineal de salientes (7) 40

33 Disposición de salientes (7) a manera de meandros

34 Disposición de salientes (7) en forma de zig-zag

35 Varias disposiciones de salientes (7) en forma de filas

36 Disposición de salientes (7) a manera de cascada

41 Abertura de entrada de líquido

42 Nervios orientados paralelamente a la abertura de entrada

43 Nervios orientados perpendicularmente a la abertura de entrada

50 Estructura secundaria

50a Recinto colector de filtrado 5

51 Elementos de montaje

52 Línea media

53 Puntas del lado de entrada

54 Puntas del lado de salida

55 Filtro 10

56 Pestaña accionada

57 Pistón hueco

58 Cuerpo de válvula

59 Junta

60 Tope 15

61 Tope

62 Miembro de bloqueo

63 Apoyo

64 Pulsador de disparo

65 Embocadura 20

66 Caperuza de protección

67 Carcasa de muelle

68 Muelle de compresión

69 Apéndices de encaje a resorte

70 Parte inferior de carcasa 25

71 Recipiente de reserva

72 Líquido

73 Tapón

74 Husillo

75 Piñón de accionamiento 30

76 Estrías

77 Parte superior de carcasa

78 Carcasa de bomba

79 Sujetador

80 Cuerpo de boquilla 35

Claims (37)

1. REIVINDICACIONES

   1.- Boquilla microestructurada con un filtro, una entrada para líquido sin filtrar y una salida para líquido filtrado, en donde la boquilla comprende:

   una placa de base sustancialmente plana (1) y una placa de techo fijable a ella;

   un filtro principal configurado como una estructura primaria con varios salientes (7) dispuestos en filas (3) unos 5 junto a otros, como componentes integrales de la placa de base (1) y los cuales sobresalen cada uno de ellos de esta última, estando los salientes (7) distanciados unos de otros por canales (8) que forman un camino de fluido a través de la boquilla desde la entrada hasta la salida, cubriendo la placa de techo los salientes (7) y los canales (8) cuando está fijada a la placa de base; y

   un recinto colector de filtrado (50a) dispuesto detrás del filtro principal en la dirección de flujo, 10

   caracterizada porque

   en el recinto colector de filtrado (50a) está formada una estructura secundaria (50) que comprende una pluralidad de elementos de montaje (51) que atacan en la placa de base (1) y/o en la placa de techo, que presentan un diámetro de 0,005 mm a 0,02 mm.
2. 2.- Boquilla microestructurada con un filtro, una entrada para líquido sin filtrar y una salida para líquido filtrado, en 15 donde la boquilla comprende:

   una placa de base sustancialmente plana (1) y una placa de techo fijable a ella;

   un filtro principal configurado como una estructura primaria con varios salientes (7) dispuestos en filas (3) unos junto a otros, como componentes integrales de la placa de base (1) y los cuales sobresalen cada uno de ellos de esta última y que están dispuestos en una configuración en zig-zag, estando los salientes (7) distanciados unos 20 de otros por canales (8) que forman un camino de fluido a través de la boquilla desde la entrada hasta la salida, cubriendo la placa de techo los salientes (7) y los canales (8) cuando está fijada a la placa de base; y

   un recinto colector de filtrado (50a) dispuesto detrás del filtro principal en la dirección de flujo,

   caracterizada porque

   en el recinto colector de filtrado (50a) está formada una estructura secundaria (50) que comprende una pluralidad 25 de elementos de montaje (51) que atacan en la placa de base (1) y/o en la placa de techo y que pueden estar configurados en la dirección de flujo delante y sueltos detrás de la configuración en zig-zag.
3. 3.- Boquilla microestructurada según la reivindicación 2, caracterizada porque los elementos de montaje (51) presentan un diámetro 0,005 mm a 0,02 mm.
4. 4.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los elementos de 30 montaje (51) presentan una pared periférica cilíndrica.
5. 5.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los elementos de montaje (51) presentan una distancia de uno a otro de 0,005 mm a 0,02 mm.
6. 6.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los elementos de montaje (51) presentan un diámetro de 0,01 mm. 35
7. 7.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los elementos de montaje (51) presentan una pared periférica cóncava.
8. 8.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los elementos de montaje (51) presentan una pared periférica convexa.
9. 9.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los elementos de 40 montaje se extienden a manera de pilares desde la placa de base hasta la placa de techo y son un componente integrante de la placa de techo.
10. 10.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los salientes (7) están dispuestos de manera que quedan unos junto a otros en toda la anchura del filtro.
11. 11.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada porque la estructura 45 secundaria (50) está formada en el lado de la salida de la configuración de zig-zag hasta la línea media (52).
12. 12.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada porque la estructura secundaria (50) está formada en el lado de la salida de la configuración de zig-zag hasta las puntas que se proyectan en dirección a la entrada.
13. 13.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por

    - una distancia entre la placa de base en el entorno de los salientes y la placa de techo dentro de una fila 5 (3) de salientes (7) que es aproximadamente tan grande como la anchura de los canales (8) en el lado de los salientes (7) en el que el fluido entra en la fila de canales (8).

14. 14.- Boquilla microestructurada según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada por

    - una pluralidad de salientes (7) yuxtapuestos en filas (3), los cuales sobresalen de una placa de base (1) y son un componente integrante de la placa de base, 10

    - estando dispuestas varias filas (3) de salientes en forma de cascada y

    - disminuyendo la sección transversal de los canales (8) de una fila a otra perpendicularmente a la dirección del flujo del líquido – visto en la dirección del flujo – y

    - siendo de mayor tamaño los salientes (3) dispuestos más cerca del lado de entrada del filtro o siendo más alto su número, de modo que sus distancias resultan ser más pequeñas que las de los salientes (3) 15 dispuestos más en el lado de salida del filtro,

    - siendo la distancia entre la placa de base y la placa de techo en el entorno de cada fila de salientes (7) dispuestos en forma de cascada aproximadamente tan grande como la anchura de los canales en el lado de los salientes (7) en el que el líquido entra en la fila de canales, y

    - una hendidura de entrada alargada (5) para el líquido sin filtrar que se extiende por aproximadamente 20 toda la anchura del filtro y que es aproximadamente tan alta como los salientes (7) que sobresalen de la placa de base en el lado de entrada del filtro, y

    - una hendidura de salida alargada por el líquido filtrado que se extiende en aproximadamente toda la anchura del filtro y que es aproximadamente tan alta como los salientes (7) que sobresalen de la placa de base en el lado de salida del filtro. 25

15. 15.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada por

    - una placa de base plana (1) y una placa de techo plana.

16. 16.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque todas las estructuras del filtro están formadas exclusivamente en la placa de base (1).
17. 17.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada por 30

    - una distancia entre la placa de base plana (1) en el entorno de los salientes (7) y la placa de techo plana dentro de una fila (3) de salientes (7) entre la mitad y el doble de la anchura de los canales en el lado de los salientes en el que el fluido entra en la fila de canales (8).

18. 18.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada por varias filas de salientes yuxtapuestas, limitando los lados mutuamente opuestos de dos filas contiguas de salientes (7) un recinto continuo en el 35 que entra al líquido procedente de todos los canales entre los salientes de una primera fila y del cual pasa el líquido a todos los canales entre los salientes de la fila que sigue en la dirección del flujo.
19. 19.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque

    - el recinto colector (50a) presenta una sección transversal alargada entre la hendidura de entrada (5) y la primera fila de salientes (4), en la cual se introduce el líquido sin filtrar y desde la cual el líquido pasa a 40 todos los canales entre los salientes de la primera fila, y porque

    - el recinto colector (50a) presenta una sección transversal alargada entre la última fila de salientes y la hendidura de salida, en la cual penetra el líquido precedente de todos los canales de la última fila y desde la cual se descarga el líquido filtrado.

20. 20.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada por 45

    - salientes en forma de nervios (11, 12, 13, 14, 15) que – vistos en la dirección del flujo – son rectos o están curvados, o

    - salientes en forma de columnas (16, 17, 18, 19).

21. 21.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 20, caracterizada por

    - canales (8) cuya longitud, con sección transversal constante, es al menos el doble de su altura en el lado de entrada del líquido.

22. 22.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada por 5

    - canales (8) que discurren entre nervios con sección transversal aproximadamente cuadrada, que es constante en toda la longitud de los canales, con una longitud de 5 micrómetros a 50 micrómetros, con una altura de 2,5 micrómetros a 25 micrómetros y con una anchura de 2,5 a 25 micrómetros.

23. 23.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 22, caracterizada por

    - canales cuya sección transversal es de forma de barril o de forma de trapecio, estando formado 10 preferiblemente el lado más largo del trapecio por la placa de techo.

24. 24.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 23, caracterizada por

    - canales (8) con sección transversal aproximadamente cuadrada en el lado de entrada del líquido y con una sección transversal que se hace más ancha hacia el lado de salida del líquido.

25. 25.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 24, caracterizada por 15

    - una distancia entre las filas de salientes que es preferiblemente el doble de la anchura de los canales en el lado de entrada.

26. 26.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1, 4 a 10 ó 13 a 25, caracterizada por

    - salientes que

    - están dispuestos en filas (31) que discurren paralelas una a otra o 20

    - en filas (33) que discurren en forma de meandros y que están inclinadas una respecto de otra en un ángulo alfa de 2 grados a 25 grados.

27. 27.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 2 a 25, caracterizada por salientes que están inclinados uno respecto de otro en un ángulo alfa de 2 grados a 25 grados.
28. 28.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 27, caracterizada por 25

    - una distancia constante entre la placa de base plana (1) en el entorno de los salientes (7) y la placa de techo plana dentro de una fila (3) de salientes.

29. 29.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 27, caracterizada por una distancia entre la placa de base (1) y la placa de techo que se estrecha en la dirección del flujo.
30. 30.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 29, caracterizada por 30

    - una distancia entre la placa de base plana (1) en el entorno de los salientes (7) y la placa de techo plana dentro de una fila de salientes, que aumenta desde la zona del extremo de la fila que se encuentra en las proximidades del lado de entrada del filtro, en dirección a la zona del extremo de la fila que se encuentra en las proximidades del lado de salida del filtro.

31. 31.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 30, caracterizada por 35

    - una placa de base (1) que ha sido estructurada por ataque químico isótropo o anisótropo en seco o en húmedo o una combinación de estos procedimientos, preferiblemente por ataque químico anisótropo en seco.

32. 32.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 31, caracterizada por

    - una placa base (1) de silicio y una placa de techo de vidrio que se ha ensamblado por pegado anódico. 40

33. 33.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 30, caracterizada porque el recinto colector de filtrado (50a) termina en forma cónica en la dirección del flujo y presenta como salida al menos una boquilla (6).
34. 34.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 31, caracterizada por

    - una placa de base (1) de silicio y una placa de techo de silicio que se ha ensamblado por pegado directo.

35. 35.- Boquilla microestructurada según las reivindicaciones 1 a 34, caracterizada porque las distancias entre los elementos de montaje que forman cada uno de ellos un canal de paso para el líquido circulante son tales que la superficie de la sección transversal resultante perpendicularmente a la dirección del flujo y eficazmente permeable para 5 el líquido es mayor que la superficie eficaz correspondiente de la sección transversal de los canales de paso formados por las estructuras del filtro principal.
36. 36.- Atomizador para la terapia de inhalación, que comprende un filtro microestructurado según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 35.
37. 37.- Procedimiento para fabricar una boquilla según una de las reivindicaciones 1 a 35, en el que en un paso se 10 forman por ataque químico en un lado de una pastilla de silicio para un gran número de boquillas unas microestructuras en forma de estructuras de filtro, estructuras secundarias, una entrada de la boquilla y una salida de la boquilla, en un paso subsiguiente se fija firmemente una placa de vidrio sobre este lado de la pastilla de silicio, en un paso independiente del anterior se aplica la pastilla de silicio sobre una película adhesiva y en un paso final se elaboran las distintas boquillas por medio de una sierra de diamante en la unidad constructiva de placa de silicio/placa vidrio con la 15 película adhesiva sobre el lado inferior de la pastilla de silicio, viniendo del lado de la placa de vidrio.