MXPA06000605A - Proceso para la fabricacion de dispositivos microfluidicos a partir de una estructura compuesta en forma de placas - Google Patents

Abstract

El objeto de la invención es un proceso para la producción de una pluralidad de dispositivos microfluídicos (1) a partir de una estructura compuesta en forma de placas, en donde cada dispositivo comprende una estructura (4) ranurada, que forma los canales de circulación y las dimensiones de los cuales están en el intervalo de micrómetros. Las estructuras (4) ranuradas, que cubren las líneas (6) para una eventual separación mecánica posterior, están unidas entre síy son parcial o completamente rellenas con un medio (7) de relleno antes del procesamiento mecánico. El medio (7) se selecciona para que no sea retirado fuera de las estructuras (1) ranuradas ni a través del procesamiento mecánico ni a través de medios auxiliares utilizados durante el procesamiento mecánico. No obstante, posteriormente se elimina el medio (7) de relleno a partir de las estructuras (6) ranuradas a través de medidas adecuadas. De esta manera se impide que las estructuras (4) ranuradas se puedan bloquear debido a contaminaciones mecánicas. Además, se propone un atomizador provisto con el dispositivo de toberas.

Description

WO 2005/014175 Al llll l lll I II ZW), Eurasian (?M, ?Z, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), before Ihe expiration of the. lime limil for aménding the European (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FT, claims and lo he repuhlished in the evenl of rec.eipt of FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SL amendments SK, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, Cl, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). For two-letler codes and olher abbreviations, refer to ¡he "Guid¬ Published: ance Notes on Codes and Abbrevialions" appearing at the begin- — wilh international search repon ning ofeach regular issue ofthe PCI' Gazetle.

PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DE DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS A PARTIR DE UNA ESTRUCTURA COMPUESTA EN FORMA DE PLACAS DESCRIPCIÓN La invención se refiere a un proceso para la fabricación de una pluralidad de dispositivos microfluidicos, especialmente dispositivos de toberas, a partir de una estructura compuesta en forma de placas que comprende estructuras ranuradas con dimensiones en el intervalo de micrómetros. Se conoce un proceso de este tipo con las características del preámbulo de la reivindicación 1 (US 5,547,094 A). Además, la presente invención se refiere a un atomizador que comprende un dispositivo de toberas de este tipo. Los dispositivos de toberas del tipo tratado aqui se aplican para pulverizar líquidos en gotitas muy finas, presionando los líquidos bajo alta presión a través de un orificio de toberas de sección transversal pequeña. Tales dispositivos de toberas encuentran aplicación, entre otros, para sectores médicos, por ejemplo para aerosoles para fines de inhalación. Se plantean altos requerimientos a los dispositivos de toberas del tipo tratado aqui con respecto al tamaño de las gotitas, puesto que, por ejemplo en el caso de aplicaciones de inhalación, una porción suficientemente grande de las qotitas deberían tener diámetros inferiores a 6 µm, para conseguir una accesibilidad suficiente a los pulmones. En general, se consideran respirables particulas o gotitas con un diámetro inferior a 10 µm. El documento US 5,547,094 A se ocupa exclusivamente de dispositivos de toberas en bloques para tales fines de aplicación y de procesos para la fabricación de tales dispositivos de toberas en bloques de calidad permanentemente alta y en un gran número de piezas. Además, en el proceso es conocido es posible integrar un filtro en el dispositivo de toberas, dado el caso incluso filtros de varias fases. En general, se hace referencia al contenido de la publicación US 5,547,094 A a través de la referencia al contenido de la publicación de la presente solicitud de patente. Todas las etapas del proceso representadas alli de un proceso de fabricación correspondiente y todas las especificaciones del material representadas alli, herramientas empleadas, etc. se pueden aplicar también en el marco del presente proceso según la invención. Se pueden encontrar otras publicaciones sobre estos dispositivos de toberas en los documentos WO 94/07607 Al y WO 99/16530 Al. En el proceso conocido, del que parte la invención, se trata en primer lugar de la fabricación de una estructura compuesta en forma de placas, que comprenden dos placas unidas fijamente entre si en la superficie con superficies planas en si. Dado el caso, se pueden colocar también otras placas. Es esencial que los dispositivos de toberas sean creados en la estructura compuesta en forma de placas disponiendo en una superficie plana en si de una de las placas, que está unida con la superficie plana en si de la otra placa, una pluralidad de estructuras ranuradas repetidas, que corresponden, respectivamente, a un dispositivo de toberas. Las estructuras ranuradas pueden opcionalmente estar dispuestas en las dos superficies dirigidas también entre si de las dos placas relevantes aqui, que están unidas entre si. En la técnica previa, una combinación preferida es una placa de silicio y una placa de vidrio compuesta, en donde también son mencionadas otras variantes. Finalmente las estructuras ranuradas forman los canales de flujo de los dispositivos de toberas, los cuales preferiblemente tienen dimensiones en un rango de mieras. Para obtener una idea de la disposición de los tamaños de las estructuras ranuradas se habla en la técnica previa de alturas de la estructura entre 2 y 40 µm, con preferencia entre 5 y 7 µm y de áreas de la sección transversal de las toberas entre aproximadamente 25 y aproximadamente 500 µm2. A partir de la estructura compuesta en forma de placas con una pluralidad de dispositivos de toberas se obtienen los dispositivos de toberas individualizados separando la estructura compuesta en forma de placas a lo largo de lineas de separación que se extienden entre dos estructuras ranuradas, respectivamente, a través de procesamiento mecánico. Los dispositivos de toberas de superficies pequeñas, más bien del tipo de bloques, están presentes entonces de forma individualizada. La separación a través de procesamiento mecánico se lleva a cabo según la técnica previa especialmente por medio de aserrado con una sierra circular, con preferencia con una sierra circular de diamante, que trabaja a alto número de revoluciones. Como alternativa se menciona, por ejemplo, el rayado y rotura de la estructura compuesta en forma de placas de mayor tamaño. También se pueden combinar ambas etapas de procesamiento, es decir, por ejemplo serrar en una primera etapa y posteriormente romper en una segunda etapa o terminar la separación por rayo láser. Con respecto a la fabricación de la estructura compuesta se remite especialmente a la adhesión asistida en el campo, pero también son igualmente adecuadas otras técnicas de unión existentes hasta ahora para el encolado, adhesión por ultrasonido, etc. Por lo tanto, en el proceso que se presupone como conocido para la fabricación de dispositivos de toberas, que están constituidos por una estructura compuesta en forma de placas con estructuras ranuradas, que presentan dimensiones en el intervalo de micrómetros, se plantea el problema de que las estructuras ranuradas se contaminan durante el procesamiento mecánico, especialmente a través de sierras. Normalmente, en el procesamiento mecánico se trabaja con un lubricante refrigerante liquido, especialmente a base de agua. Por medio de éste y de las virutas arrastradas en el mismo se obstruyen, en determinadas circunstancias, las estructuras ranuradas, de manera que no se pueden purificar ya en la práctica. La consecuencia es una alta proporción de desechos. En este caso, hay que tener en cuenta que sobre una estructura compuesta en forma de placas se configuran en primer lugar varios cientos de dispositivos de toberas individuales, que son individualizados entonces con una red en forma de rejilla de lineas de separación. Por lo tanto, es totalmente impensable una fabricación individual de dispositivos de toberas de este tipo.

El planteamiento del problema mostrado anteriormente no sólo consiste en la fabricación de una pluralidad de dispositivos de toberas individualizados, del tipo de bloques, a partir de una estructura compuesta en forma de placas, que es objeto la técnica previa descrito anteriormente, sino también, en general, en la fabricación de una pluralidad de dispositivos microfluidicos con estructuras ranuradas correspondientes a partir de una estructura compuesta en forma de placas. En este caso, se puede tratar también de dispositivos de toberas, pero también de otros dispositivos microfluidicos, que no tienen al mismo tiempo en el campo de visión una función inmediata de tobera, por ejemplo dispositivos de filtros o dispositivos de distribución. En los dispositivos microfluidicos se aplica con preferencia, en general, en cualquier caso, que la estructura en forma de placas es procesada mecánicamente a lo largo de lineas que se extienden, respectivamente, entre las estructuras ranuradas, que no son necesariamente lineas de separación, de tal forma que a continuación los dispositivos microfluidicos en la estructura compuesta son separados de forma individual o por grupos, pero no están presentes totalmente separados o en particular separados individualmente, sino que están presentes totalmente separados por grupos. En los dispositivos microfluidicos generales explicados anteriormente, especialmente los dispositivos de toberas, el problema planteado anteriormente es solucionado por medio de un proceso según la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, las estructuras ranuradas son rellenas con un medio de relleno antes del procesamiento mecánico, que solamente se elimina a continuación de nuevo fuera de las estructuras ranuradas. De esta manera, se evita con seguridad que las estructuras ranuradas se contaminen a través de virutas y/o lubricante refrigerante durante el procesamiento mecánico. Las estructuras ranuradas permanecen protegidas y solamente son liberadas de nuevo al final. Por lo tanto, la proporción de desechos de los dispositivos microfluidicos es reducida porque se evita sistemáticamente que puedan llegar contaminaciones, en general, a las estructuras ranuradas.

Las estructuras ranuradas son rellenas total o sólo parcialmente de tal manera que por lo menos las aberturas de las estructuras ranuradas expuestas al exterior o al procesamiento mecánico son bloqueadas por el medio de relleno, evitando que las estructuras ranuradas se contaminen a través de virutas y/o lubricante refrigerante o similar durante el procesamiento mecánico de la estructura compuesta. No es importante para la protección contra contaminación si el interior o secciones interiores de las estructuras ranuradas son rellenas también o no con el medio de relleno, siempre y cuando todas las aberturas o conexiones al exterior estén cerradas o bloqueadas por el medio de relleno durante el procesamiento mecánico. En particular, existen diferentes posibilidades para configurar y desarrollar el proceso según la invención, a cuyo fin se puede remitir a las reivindicaciones dependientes. Un atomizador según la presente invención se caracteriza por las características de la reivindicación 16. Los desarrollos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes. Por lo demás, a continuación se explican en detalle la invención y sus configuraciones y desarrollos con la ayuda de la descripción de ejemplos de realización con referencia a las Figuras . La figura 1 muestra en vista en perspectiva un dispositivo microfluidico de acuerdo con la presente invención. La figura 2a muestra una vista en planta de una parte inferior del dispositivo microfluidico de la figura 1, mostrando la estructura ranurada. La figura 2b muestra una sección a través del dispositivo microfluidico de la Figura 1, mostrando la estructura compuesta. La figura 2c muestra una sección a través de otro dispositivo microfluidico, mostrando la estructura compuesta y la posición de la estructura ranurada. La figura 3 es una vista en planta de una porción de una estructura compuesta en forma de placas comprendiendo una pluralidad de dispositivos microfluidicos de acuerdo con la figura 1. La figura 4 muestra una sección esquemática a través de un atomizador de acuerdo con la invención con un dispositivo de toberas de este tipo en el estado distendido, y La figura 5 muestra una sección esquemática, girada 90° con respecto a la figura 4, del atomizador en el estado tensado. La figura 1 muestra en primer lugar un dispositivo 1 individualizado, dado el caso en grupos, aqui un dispositivo de toberas, que está constituido por una parte inferior 2 en forma de placas, con una parte 3 igualmente en forma de placas, dispuesta encima, que está unida fijamente con la parte inferior 2. De acuerdo con una modalidad preferida, la parte inferior 2 está constituida por silicio. Pero a partir la técnica previa explicada al principio se deducen también una serie de otras indicaciones de materiales. La parte superior 3 está constituida, según una indicación preferida, por vidrio, pero también se indican a este respecto otras alternativas en la técnica previa, por ejemplo, silicio, nitrito de silicio o germanio. El dispositivo de toberas 1 individualizado, representado en la figura 1, tiene, por ejemplo dimensiones totales de 2.0 mm x 2.5 mm x 1.5 mm. La fabricación de un dispositivo de toberas de este tipo se lleva a cabo en una zona limpia de clasificación adecuada. La figura 1 muestra el dispositivo 1 según una primera forma de realización en una representación despiezada ordenada, a saber, con parte superior 3 levantada. La figura 2a muestra, en una vista en plata superior, la parte inferior 2. La figura 2b muestra el dispositivo 1 individual en el estado montado o bien acabado en sección. La figura 3 muestra en una vista en planta superior una estructura compuesta en forma de placas, a partir de la cual se fabrican varios dispositivos 1 con estructuras ranuradas . La figura 2c muestra en una sección, que corresponde a la figura 2b, a través de un dispositivo 1 según una segunda forma de realización. La secuencia de capas del dispositivo 1, como se reconoce en las figuras 2b y 2c, corresponde, en general, a la secuencia de capas de la estructura compuesta en forma de placas, que se encuentra al comienzo de esta sección de fabricación (ver la figura 3) . La estructura compuesta presenta dos placas unidas fijamente entre si en la superficie, a partir de las cuales se obtienen posteriormente las partes 2 y 3 en forma de placas de los dispositivos de toberas 1 individualizados. Las placas generalmente tienen superficies planas, en donde una multiplicidad de estructuras ranuradas 4 recurrentes las cuales forman canales de flujo, están dispuestas en una superficie de al menos una de las placas, que está unida con la superficie de la otra placa. Estas estructuras ranuradas cada una forman una tobera 5 actual (Figura 1), o se corresponden con ésta (figura 2b y 2c) . La figura 3 muestra las estructuras ranuradas para los dispositivos individuales 1, que están agrupados entre si en la figura 3 todavía, en general, sobre la estructura compuesta en forma de placas . Hay un amplio espectro de opciones disponibles para el diseño de la tobera 5 y de las estructuras ranuradas 4, algunas de las cuales ya han sido descritas en la técnica previa anteriormente mencionada del documento US 5,547,094 A, el cual también describe los procesos de fabricación correspondientes como las técnicas de fotolitografía y de disolvente químico. Con respecto a las estructuras de filtros utilizadas se puede remitir también al documento WO 99/16530 Al, a cuyo contenido publicado se hace referencia con relación al contenido de la publicación de la presente solicitud de patente. A partir de la estructura compuesta en forma de placas de la figura 3 se obtiene un dispositivo 1 individual, como se representa en una vista en perspectiva en la figura 1, en la que la estructura compuesta del tipo de placas es separada a lo largo de lineas 6, que se extienden, respectivamente, entre dos estructuras ranuradas 4, representadas con puntos y trazos en la figura 3, por medio de procesamiento mecánico, de manera que a continuación incluso los dispositivos de toberas 1 del tipo de bloques están presentes de forma individualizada. La figura 3 muestra la red de rejilla de lineas de separación 6 que se cruzan entre si en ángulo recto, que rodean, respectivamente, un dispositivo de toberas 1. La figura 3 muestra por ejemplo, por medio de aserrado con una sierra circular de diamante de alto número de revoluciones (con frecuencia mayor que 20,000 rpm) exactamente a lo largo de estas lineas de separación 6, dicho más exactamente entre dos de tales lineas de separación 6, se realiza la individualización exacta del dispositivo de toberas 1 y al mismo tiempo la liberación de la tobera respectiva 5 o bien del extremo opuesto de la estructura ranurada 4 o bien de la entrada de una estructura de filtro correspondiente . Es evidente que las lineas 6 no tienen que estar presentes físicamente o deben ser visibles a través de marcas. Las lineas 6 son solamente medios auxiliares imaginarios, que deben representar el lugar por el que la herramienta de separación, especialmente la sierra, es conducida sobre la estructura compuesta en forma de placas. Esto se realiza, dado el caso, como tal por medio de una técnica de robot correspondientemente costosa con software correspondiente. Como ya se ha indicado anteriormente, la separación se puede realizar también en varias etapas, siendo realizada precisamente al menos una etapa de la separación a través de procesamiento mecánico, que tiene como consecuencia las contaminaciones descritas a través de las virutas producidas y/o el medio auxiliar utilizado. En la primera forma de realización, representada en las figuras 1, 2a, 2b y 3 , se reconoce la tobera 5 en sección de la figuras 2a, 2b, 2c. Aquí se trata de una tobera doble, que desvía dos chorros de fluido uno sobre el otro de tal forma que éstos chocan entre sí a una distancia determinada de la tobera 5 y se desintegran mutuamente. De esta manera, se obtiene una distribución deseada de los tamaños de las gotitas. Las figuras 2b y 2c muestran en una sección la estructura compuesta que está en el campo de visión de la presente invención. Esta estructura compuesta sirve para la fabricación de una pluralidad de dispositivos microfluídicos 1, que no tienen que ser necesariamente dispositivos de toberas. En la segunda forma de realización según la figura 2c, la tobera 5 explicada anteriormente se encuentra en forma de un canal de toberas 5', que se extiende en la parte superior 3, que está constituida por vidrio, según la idea preferida, perpendicularmente al plano principal de la parte superior 3, cuyo canal de toberas desemboca en el extremo interior, que está dirigido hacia la parte inferior 2, en la estructura ranurada 4 de la superficie existente allí. Por lo tanto, este dispositivo se puede utilizar para una circulación ortogonal, vista desde el exterior, a través del dispositivo microfluídico, en oposición a una circulación lateral como en el ejemplo explicado hasta ahora según la primera forma de realización. La estructura ranurada 4 del dispositivo microfluídico 1 se abre porque la estructura compuesta en forma de placas es procesada mecánicamente a lo largo de líneas 6 que se extienden, respectivamente, entre las estructuras ranuradas 4, de tal manera que a continuación los dispositivos microfluídicos 1 se separan en la estructura compuesta, en efecto, de forma individual o por grupos, pero no están presentes totalmente separados o bien, en efecto, totalmente separados por grupos, sino que solamente están separados dentro del grupo. En particular, la figura 2c muestra en este caso que a tal fin con el procesamiento mecánico se realizan, a lo largo de las líneas 6, ranuras 6' (entre dos líneas 6) en la estructura compuesta. Estas ranuras cortan una placa, en la figura 2c la placa inferior 2, a saber, la placa 2 que presenta las estructuras ranuradas 4, y no cortan la otra placa, en el ejemplo de realización la placa superior 3, sino que forman allí solamente un canal cerrado en el fondo. La necesidad de protección de las estructuras ranuradas 4, que se plantea para la idea de la invención, durante el procesamiento mecánico existe independientemente de cómo y dónde estén configuradas estas estructuras ranuradas 4 en la estructura compuesta en forma de placas. La representación siguiente del proceso de fabricación según la invención explica esto con la ayuda de una estructura de disposición lateral de las estructuras de ranuras 4 en la estructura compuesta en forma de placas. Para la estructura de disposición ortogonal representada en la figura 2c no se modifica nada en sí en el proceso de fabricación según la invención, pudiendo aplicarse estas consideraciones a ella de una manera correspondiente. El proceso de fabricación según la invención se refiere a una sección parcial de proceso total de fabricación para dispositivos microfluídicos 1 del tipo tratado aquí. En la estructura compuesta en forma de placas ya presente se empieza con una pluralidad de dispositivos 1 y se caracteriza en primer lugar porque, en primer lugar, se fabrican las estructuras ranuradas 4 de la estructura compuesta en forma de placas de tal manera que están unidas de forma continua entre sí al menos en una dirección, más allá de las lineas 6, desde un borde hasta el borde opuesto de la estructura compuesta en forma de placas. Esto se reconoce en la figura, que muestra un fragmento de una estructura compuesta en forma de placas naturalmente mucho mayor en la práctica. En el ejemplo de realización representado, las estructuras ranuradas 4 están unidas entre sí de forma continua de abajo arriba en la representación del dibujo. Entre la salida de la tobera 5 de una estructura ranurada 4 y la entrada de la estructura ranurada 4 superpuesta se encuentra, respectivamente, un canal transversal, que se encuentra entre las líneas de separación 6 y que conecta la estructura ranurada superpuesta 4 sobre toda la anchura con la tobera 5 de la estructura ranurada 4 subyacente. Las estructuras ranuradas 4 de la estructura compuesta en forma de placas son rellenas ahora, según la invención, antes del procesamiento mecánico con un medio de relleno. Este relleno con un medio de relleno se consigue sin problemas porque se ha conseguido la unión explicada anteriormente de las estructuras ranuradas 4. El medio de llenado debe seleccionarse de todos modos de tal forma que no se retira fuera de las estructuras ranuradas ni a través del procesamiento mecánico en sí ni a través de los medios auxiliares utilizados eventualmente durante el procesamiento mecánico. Como ya se ha explicado en la parte general de la descripción, de esta manera se protegen las estructuras ranuradas 4 contra la entrada de contaminaciones durante el procesamiento mecánico. Al término del procesamiento mecánico, se elimina entonces de nuevo el medio de llenado fuera de las estructuras ranuradas 4. Éstas están disponibles en el estado de partida y sin contaminaciones para otras etapas de procesamiento. Como alternativa o además del relleno de abajo a arriba (o longitudinalmente) el canal transversal u otra formación que se extienda de izquierda a derecha (en figura 3) puede usarse para el medio de relleno. Siempre que los canales transversales tengan su anchura respectiva esto puede dar por resultado que sólo las aberturas de las estructuras ranuradas 4 tengan que ser rellenas con un medio de relleno. Con este relleno parcial el medio de relleno puede ser retirado más fácilmente de las estructuras ranuradas 4 después del procesamiento mecánico de la estructura compuesta. El resultado de las etapas del proceso explicadas anteriormente se reconoce en la figura 2c, con las ranuras 6 ' realizadas alli, que abren la estructura ranurada 4 que está presente entre ellas desde el lado inferior de la parte inferior 2 y de esta manera finalmente hacen que el canal de toberas 5' sea accesible en la parte superior. Se puede concebir que tales dispositivos microfluídicos 1 puedan ser utilizados, por ejemplo, como serie para un dispositivo de toberas múltiples, o para procesos microfluídicos amplios de canales múltiples. El resultado de las etapas del proceso explicadas anteriormente es un dispositivo 1, que está presente entonces en forma de bloques o como plaquita pequeña configurada compuesta, como se reproduce en las figuras 1 y 2a. En la primera forma de realización, en la figura 2b se pueden reconocer las dos salidas de la tobera 5, que se representan ligeramente exageradas en la relación de las dimensiones y rellenas con el medio de relleno, el cual se designa con el número 7. Se entiende que el proceso según la invención se realiza con preferencia en técnica de sala limpia, seleccionando una clase adecuada de procesamiento en sala limpia. Para el proceso según la invención adquiere una importancia considerable en primer lugar la selección del medio de relleno. En este caso, hay que tener en cuenta que las dimensiones de las estructuras ranuradas 4 en el intervalo de micrómetros requieren técnicas especiales de relleno. Los efectos capilares, los efectos de la tensión superficial y la viscosidad tienen aquí repercusiones totalmente diferentes que en las dimensiones más bien macroscópicas de dispositivos de toberas mayores. Es decir, que aquí no es decisiva tampoco la técnica de congelación del agua conocida a partir de procesos macroscópicos . Para el medio de relleno es importante, en primer lugar, por una parte, que no se mezcle con un lubricante refrigerante utilizado o no se desprenda del mismo. Estas influencias deben ser al menos reducidas, para evitar un desprendimiento del medio de relleno fuera de las estructuras ranuradas 4 durante el procesamiento. Si se parte, por ejemplo, del proceso de utilización de sierra mecánica, entonces se emplea, en general, un lubricante refrigerante producido a base de agua. Entonces, el medio de relleno no deberla ser o sólo muy difícilmente soluble en agua. Se ha mostrado en la práctica que la selección de un medio de relleno para las estructuras ranuradas 4 a la vista de las dimensiones en el intervalo de micrómetros conduce a un medio de llenado, con el que las estructuras ranuradas 4 pueden ser rellenadas de una manera más conveniente en forma líquida. Pero de acuerdo con una forma de realización especialmente preferida, sucede entonces que el medio de relleno está presente en estado de agregado sólido durante el procesamiento mecánico. Entonces se asegura que las estructuras ranuradas 4 están protegidas frente a las contaminaciones . La consecución del estado de agregado sólido del medio de relleno se puede realizar a través de la evaporación de un disolvente fácilmente volátil, eventualmente utilizado, o a través de la ejecución de un proceso químico. No obstante, es especialmente conveniente trabajar con un tipo de proceso dependiente de la temperatura. Entonces se puede prever que el medio de relleno está presente ^ en estado de agregado sólido a la temperatura normal que existe durante el procesamiento mecánico, pero se rellena en forma líquida en las estructuras ranuradas a una temperatura de relleno claramente más elevada con respecto a la temperatura normal . Es evidente que las temperaturas, es decir, tanto la temperatura normal como también la temperatura de relleno, dependen en gran medida del medio de relleno. Naturalmente también tienen importancia los materiales de las placas unidad fijamente entre sí en la superficie. Pero se puede decir, que se puede suponer, en general, que la temperatura normal está entre aproximadamente 2°C y aproximadamente 120°C y la temperatura de relleno está entre aproximadamente 5°C y aproximadamente 280°C. Normalmente, se utilizará un medio de relleno que sea bajo en viscosidad y/o que tenga alta volatilidad, a fin de permitir rellenar a temperaturas relativamente bajas. Sin embargo, un medio de relleno con una viscosidad más elevada también puede utilizarse con periodos de proceso más largos y/o temperaturas de proceso más elevadas. Los requerimientos representados anteriormente ya en general que se plantean al medio de relleno son cumplidos, por ejemplo, por medio de alcoholes mono y polivalentes, polialcoholes, ácidos grasos saturados e insaturados, esteres de ácidos grasos y mezclas de estas substancias. Los polialcoholes incluyen también polialquilenos glicoles, tales como polietilenglicoles. Se han revelado como especialmente interesantes los alcoholes mono o polivalentes con 10 a 30 átomos de carbono, con preferencia con 12 a 24 átomos de carbono, especialmente de 16 a 20 átomos de carbono. Estos productos químicos se encuentran en un orden de magnitud interesante en el punto de fusión, por ejemplo en 60°C aproximadamente, y tienen también un punto de ebullición adecuado, por ejemplo de 210°C aproximadamente. Son insolubles en agua, pero son solubles en alcohol y éter, por lo tanto son muy bien adecuados para el proceso según la invención. Depende de la disponibilidad de los productos químicos en el mercado la clase de medios de relleno que se emplea en particular. En el caso de que estén disponibles una amplia gama de opciones, se selecciona un producto químico de venta en el comercio, de coste especialmente favorable. Alternativa o adicionalmente a los métodos químicos o dependientes de la temperatura, para rellenar pueden utilizarse otros fenómenos. Por ejemplo, hay líquidos (líquidos electroreológicos) que modifican su consistencia cuando se aplica una potencia eléctrica. Dichos líquidos pueden usarse también para el proceso descrito, por ejemplo, como medio de relleno. Para el relleno de las estructuras ranuradas 4 de la estructura compuesta en forma de placas se plantea el problema de las dimensiones de las estructuras ranuradas 4 en el intervalo de micrómetros. Especialmente aquí se contemplan técnicas especiales de relleno. De acuerdo con una concepción preferida está previsto y se ha revelado como especialmente conveniente en la práctica que la estructura compuesta sea evacuada antes del relleno de las estructuras ranuradas 4 con el medio de relleno y se lleve a cabo el relleno a vacío, especialmente a una presión residual menor que 250 mbares aproximadamente. De esta manera se evita la aparición de nidos de gases en las estructuras ranuradas 4. Además, es conveniente que después del relleno de las estructuras ranuradas 4 con el medio de relleno se lleve la estructura compuesta en forma de placas de nuevo a- presión normal y que, con preferencia, se lleve a cabo una solidificación del medio de relleno en primer lugar líquido a presión normal. En la práctica se introducirá la estructura compuesta en forma de placas, en general, en un volumen espacial, que es evacuado a continuación a la presión residual deseada. A continuación se dispone la estructura compuesta en forma de placas, en general, inclinada en el espacio, se sumerge en un baño del medio líquido de relleno hasta que está cubierta totalmente con el medio de relleno líquido. Esto se realiza en la dirección de la unión continua de las estructuras ranuradas 4, de manera que el nivel del medio de relleno dentro de las estructuras ranuradas 4 se eleva poco a poco, partiendo desde el borde hasta el borde opuesto, hasta que finalmente toda la estructura compuesta en forma de placas, es decir, todas las estructuras ranuradas 4 que se encuentran allí, están rellenas totalmente con el medio de relleno. A continuación se lleva el volumen de recepción de nuevo a presión normal . El medio de relleno líquido hasta entonces puede permanecer de esta manera bajo tensión superficial propia en las estructuras ranuradas 4, a cuyo fin se lleva la estructura compuesta en forma de placas, en general, a la horizontal. A continuación se reduce la temperatura para que se solidifique el medio de relleno en las estructuras ranuradas 4.

A continuación de ello, con el medio de relleno solidificado se fragmenta la estructura compuesta en forma de placas por medio de aserrado con una sierra circular de diamante con un número de revoluciones muy alto a lo largos 2a, 2b, y 2c. A continuación se realiza el desprendimiento del medio de relleno fuera de las estructuras ranuradas 4. En disposiciones similares, el medio de relleno puede ser relleno en las estructuras ranuradas 4 con o por medio de presión. De la misma manera que se requieren consideraciones especiales acerca de la manera en que se añade el medio de relleno preferentemente líquido a las estructuras ranuradas 4, antes de que se lleve a cabo entonces el proceso de separación, antes de que se lleve a cabo entonces el proceso de separación, se requieren consideraciones especiales acerca de la manera en que se extrae el medio de relleno, que se encuentra en las estructuras ranuradas 4, después del procesamiento mecánico. A tal fin, se recomienda que la eliminación del medio de relleno fuera de las estructuras ranuradas 4 de los dispositivos de toberas individualizados se lleve a cabo con una elevación de la temperatura del medio de relleno. Esto puede significar que el medio de relleno sea evaporado desde las estructuras ranuradas 4 a través de la elevación de la temperatura. Esto se puede facilitar reduciendo, adicionalmente a la elevación de la temperatura, la presión ambiental hasta el punto de que se realice más rápidamente la evaporación. Como alternativa a ello ha dado buen resultado en la práctica que se realice la eliminación del medio de relleno fuera de las estructuras ranuradas 4 de los dispositivos de toberas 1 individualizados a través de la disolución del medio de relleno en un disolvente y, dado el caso, a través del soplado de la mezcla de medio de relleno/disolvente. También se pueden combinar los dos métodos entre sí. En los medios de relleno que se emplean de una manera especialmente conveniente, explicados más arriba, se recomienda como disolvente un alcohol o un éter. Se prefieren alcoholes o éteres de pocas moléculas, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol y/o dietiléter. Por lo tanto, en la práctica es posible liberar las estructuras ranuradas 4, en realidad, de forma completa de residuos del medio de relleno y fabricar dispositivos microfluídicos con proporciones muy reducidas de desechos . En el contexto explicado anteriormente, se recomienda, por lo demás, para evitar contaminaciones posteriores de las estructuras ranuradas 4, eliminar, en general, el medio de relleno solamente después de una limpieza, que sigue al procesamiento mecánico, incluida la separación. Las figuras 4 y 5 muestran un atomizador 11 según la invención con el dispositivo microfluídico o bien el dispositivo de toberas 1 según la primera o la segunda forma de realización para la atomización de un fluido 12, especialmente de un medicamento de alta eficacia o similar, en una representación esquemática en el estado distendido (figura 4) y en el estado tensado (figura 5) . El atomizador 11 está configurado especialmente como inhalador portátil y trabaja con preferencia sin gas propulsor. Para la atomización del fluido 12, con preferencia de un líquido, especialmente de un medicamento, se forma un aerosol, que puede ser aspirado o bien inhalado por un usuario no representado. Habitualmente, la inhalación se realiza al menos una vez al día, especialmente varias veces al día, con preferencia a intervalos de tiempo predeterminados . El atomizador 11 presenta un recipiente 13 insertable y con preferencia substituible con el fluido 12, que forma un depósito para el fluido 12 a atomizar. Con preferencia, el recipiente 13 contiene una cantidad suficiente de fluido para la aplicación múltiple, especialmente para un tiempo de aplicación predeterminado, como un menos, o para al menos 50, con preferencia al menos 100 dosis o bien atomizaciones. El recipiente 13 está configurado de forma esencialmente cilindrica o bien del tipo de cartucho y se puede insertar y, dado el caso, sustituir desde abajo en el atomizador 11 después de la apertura del mismo. Está configurado con preferencia rígido, recibiendo especialmente el fluido 12 en una bolsa 14 en el recipiente 13. El atomizador 11 presenta un generador de presión 15 para el transporte y atomización del fluido 12, en particular en cada caso en una cantidad de dosificación predeterminada, dado el caso regulable. El generador de presión 15 presenta un soporte de fijación 16 para el recipiente 13, un muelle de accionamiento 17 asociado, representado sólo parcialmente, con un elemento de bloqueo 18 que puede ser activado manualmente para el desbloqueo, un tubo de transporte 19 con una válvula de retención 20 y una cámara de presión 21 en la zona de una boquilla 13, en la que se conecta el dispositivo de toberas 1 fabricado según la invención. Cuando se tensa axialmente el muelle de accionamiento 17, se mueve el soporte de fijación 16 con el recipiente 13 y el tubo de transporte 19 en las representaciones hacia abajo y se aspira fluido 12 desde el recipiente 13 a la cámara de presión 21 del generador de presión 15 a través de la válvula de retención 20. Puesto que el dispositivo de toberas 1 tiene una sección transversal de la circulación muy reducida y está configurado especialmente como capilar, se consigue un efecto de estrangulamiento tan fuerte que se excluye con seguridad una aspiración de aire en este lugar también sin válvula de retención. Durante la distensión siguiente después de la activación del elemento de bloqueo 18 se pone el fluido 12 bajo presión en la cámara de presión 21 por medio del muelle de accionamiento 17, que mueve el tubo de transporte 19 de nuevo hacia arriba -es decir, por medio de fuerza de resorte- y sale a través del dispositivo de toberas 1, siendo atomizado, especialmente en partículas en el intervalo de µm o de nm, con preferencia partículas accesibles a los pulmones de aproximadamente 5 µm, que forman una nube o bien un chorro de un aerosol 24, como se indica en la Figura 4. Por lo tanto, el transporte y atomización del fluido 12 se realizan con preferencia de una manera puramente mecánica, en particular sin gas propulsor y sin instalación eléctrica. Un usuario no representado puede inhalar el aerosol 24, pudiendo aspirar aire de admisión a través de al menos un orificio de admisión de aire 25 en la boquilla 23.

El atomizador 11 presenta una parte superior de la carcasa » 26 y una parte inferior 27, giratoria frente a ella, en la que está fijada, especialmente acoplada, de forma desprendible una parte de la carcasa 28, que puede ser activada especialmente de forma manual, con preferencia por medio de un elemento de retención 29. Para la inserción y/o substitución del recipiente 13 se puede desprender la parte de la carcasa 28 fuera del atomizador 11. Por medio de la rotación manual de la parte de la carcasa 28, la parte interior 27 es giratoria con respecto a la parte superior de la carcasa 26, con lo que el muelle de accionamiento 17 se puede tensar en dirección axial por medio de un engranaje no representado, que actúa sobre el soporte de fijación 16. Durante la tensión, el recipiente 13 se mueve axialmente hacia abajo, hasta que el recipiente 13 adopta una posición final, indicada en la Figura 5, en el estado tensado. Durante el proceso de atomización se mueve el recipiente 13 por medio del muelle de accionamiento 17 de nuevo a su posición de partida. Por lo tanto, el recipiente 13 lleva a cabo un movimiento de elevación durante el proceso tensor y durante el proceso de atomización. La parte de la carcasa 28 forma con preferencia una parte inferior de la carcasa en forma de caperuza y solapa o recubre una zona extrema inferior libre del recipiente 13. Cuando se tensa el muelle de accionamiento 17, se mueve (adicionalmente) el recipiente 13 con su zona extrema hacia la parte de la carcasa 28 o bien hacia su extremo frontal, apoyándose un muelle 30 dispuesto en la parte de la carcasa y que actúa axialmente en el fondo 31 del recipiente y perforando con un elemento de perforación 32 el recipiente 13 o bien un sellado en el lado del fondo durante el apoyo por primera vez para la ventilación. El atomizador 11 presenta una instalación de supervisión 33, que cuenta las activaciones del atomizador 11, con preferencia detectando una torsión de la parte interior 27 con respecto a la parte superior de la carcasa 26. La instalación de supervisión 33 trabaja de forma puramente mecánica en el ej emplo - de representación . Por lo tanto, la presente invención se refiere también a un atomizador 11 para la inhalación, que genera una nube de aerosol prácticamente estable o una nube de aerosol con una velocidad de salida tan reducida que se detiene la propagación de la nube de aerosol prácticamente después de pocos centímetros. Para la recepción del aerosol 24 a través de inhalación es necesaria una corriente de aire de admisión. Para completar la publicación de la presente solicitud de patente se remite por precaución al contenido completo de la publicación tanto del documento WO 91/1446 Al como también del documento WO 97/12687 Al. En general, la publicación de estos documentos se refiere a un atomizador con una presión del muelle de 5 a 60 MPa, con preferencia de 10 a 50 MPa sobre el fluido, con volúmenes por carrera de 10 a 50 µl, con preferencia de 10 a 20 µl, de una manera muy preferida de aproximadamente 15 µl por carrera, con tamaños de las partículas de hasta 20 µm, con preferencia de 3 a 10 µm. Además, la publicación de estos documentos se refiere con preferencia a un atomizador con forma similar a un cilindro y con un tamaño desde aproximadamente 9 cm hasta aproximadamente 15 cm de longitud y desde aproximadamente 2 cm hasta aproximadamente 5 cm de anchura sí como con un abanico del chorro de las toberas de 20° a 160°, con preferencia de 80° a 100°. Tales valores son aplicables también para el atomizador 11 de acuerdo con las enseñanzas de la invención como valores especialmente preferidos .

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES 1. Proceso para producir una multiplicidad de dispositivos microfluídicos, especialmente dispositivos de toberas, a partir de una estructura compuesta en forma de placas, en donde la estructura compuesta comprende dos placas unidas bidimensional y fijamente entre sí y que tienen superficies generalmente planas, y estando dispuestas en una superficie de al menos una de las placas, que está unida con la superficie de la otra placa, una pluralidad de estructuras ranuradas que se repiten y que forman canales de circulación, con dimensiones con preferencia en el intervalo de micrómetros, en el que la estructura compuesta en forma de placas es procesada mecánicamente a lo largo de lineas que se extienden, respectivamente, entre estructuras ranuradas, de tal manera que a continuación los dispositivos microfluídicos en la estructura compuesta están separados individualmente o por grupos, caracterizado porque las estructuras ranuradas de la estructura compuesta en forma de placas se fabrican de tal manera que se unen de forma continua entre sí al menos en una dirección, más allá de las líneas de separación, desde un borde hasta el borde opuesto de la estructura compuesta en forma de placas, antes del procesamiento mecánico las estructuras ranuradas de la estructura compuesta en forma de placas son rellenas con un medio de relleno, por lo menos parcialmente, a fin de que las aberturas o secciones que se abren hacia el exterior antes y/o después del procesamiento mecánico pertenecientes a las estructuras ranuradas sean rellenas con el medio de relleno, en donde es seleccionado el medio de relleno de tal forma que no es retirado fuera de las estructuras ranuradas ni a través del procesamiento mecánico en sí ni a través de medios auxiliares utilizados durante el procesamiento mecánico, y el medio de relleno es eliminado fuera de las estructuras ranuradas de los dispositivos microfluídicos después del procesamiento mecánico.
2. 2. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza un medio de relleno, que no se mezcla con un lubricante refrigerante utilizado para el procesamiento mecánico y/o no se desprende del mismo, con preferencia se utiliza un medio de relleno, que no es soluble en agua.
3. 3. Proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las estructuras ranuradas son rellenas con un medio de relleno que está presente en forma liquida.
4. 4. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza un medio de relleno, que está presente en un estado de agregado sólido durante el procesamiento mecánico, especialmente a la temperatura normal que existe durante el procesamiento mecánico.
5. 5. Proceso de conformidad con las reivindicaciones 3 y 4, caracterízado porque el medio de relleno es rellenado en las estructuras ranuradas a una temperatura de relleno claramente más elevada con respecto a la temperatura normal.
6. 6. Proceso de conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la temperatura normal está entre aproximadamente 2°C y aproximadamente 120°C.
7. 7. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la temperatura de relleno está entre aproximadamente 5°C y aproximadamente 280°C.
8. 8. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se emplean alcoholes, polialcoholes mono o polivalentes, ácidos grasos, esteres de ácidos grasos saturados e insaturados o una mezcla de estas substancias.
9. 9. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones' 1 a 8, caracterizado porque la estructura. compuesta es' evacuada antes del relleno de las estructuras ranuradas con el medio de relleno y se lleva a cabo el relleno a vacío, especialmente a una presión residual menor que aproximadamente 250 mbares. -
10. 10. Proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque después del relleno de las estructuras ranuradas con el medio de relleno, se lleva la estructura compuesta en ' forma de placas de nuevo a presión normal y porque se realiza con preferencia una solidificación del medio de relleno en primer lugar líquido a presión normal.
11. 11. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 10, caracterizado porque la eliminación del medio de relleno desde de las estructuras ranuradas se lleva a cabo por medio de una elevación de la temperatura del medio de relleno.
12. 12. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 11, caracterizado porque la eliminación del medio de relleno fuera de las estructuras ranuradas se lleva a cabo después de la disolución del medio de relleno en un disolvente y, dado el caso, después del soplado de la mezcla de medio de relleno/disolvente.
13. 13. Proceso de la reivindicación 12 y especialmente de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque como disolvente se emplea un alcohol o un éter.
14. 14. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el medio de relleno solamente se elimina después de una limpieza de los dispositivos microfluídicos, que sigue al procesamiento mecánico.
15. 15. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque con el procesamiento mecánico se introducen, a lo largo de las líneas, ranuras en la estructura compuesta, que cortan una placa, especialmente la placa que comprende la estructura ranurada, y no cortan la otra placa.
16. 16. Atomizador para un fluido que comprende un dispositivo de toberas para la atomización del fluido, caracterizado porque el dispositivo de toberas está fabricado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
17. 17. Atomizador de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la atomización se realiza de forma puramente mecánica, especialmente sin gas propulsor, de preferencia a través de fuerza elástica.
18. 18. Atomizador de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque el atomizador presenta un recipiente que es preferiblemente substituible, que contiene el fluido, especialmente un líquido.
19. 19. Atomizador de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el recipiente se puede mover con preferencia por carreras, para la generación de la presión para la atomización.
20. 20. Atomizador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque el atomizador está configurado como un inhalador, especialmente para la terapia médica con aerosol.