PT1641569E

PT1641569E - Bocal de alta pressão microestruturado com função de filtragem integrada

Info

Publication number: PT1641569E
Application number: PT04737131T
Authority: PT
Inventors: Joachim Eicher; Matthias Hausmann; Holger Reinecke; Johannes Geser
Original assignee: Boehringer Ingelheim Int
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2010-12-09
Also published as: JP4933252B2; RS20050965A; ECSP056234A; ZA200509520B; ATE485891T1; EA200501904A1; EA008027B1; HK1093175A1; CN100496759C; MY136755A; DE10330370A1; SI1641569T1; IL172461A0; UA87460C2; JP2008529754A; PE20050026A1; TW200515940A; AR044954A1; HRP20100698T1; CN1809424A

Description

DESCRIÇÃO "BOCAL DE ALTA PRESSÃO MICROESTRUTURADO COM FUNÇÃO DE FILTRAGEM INTEGRADA" A presente invenção refere-se a um bocal de alta pressão microestruturado com função de filtragem integrada, para um pulverizador de alta pressão para a nebulização de líquidos medicinais.

Estado da técnica A terapêutica por inalação adquire um significado cada vez mais forte na terapêutica de doenças das vias respiratórias, como a asma ou COPD.

Desde que foram banidas as formulações de gás propulsor activado por hidrocarboneto clorofluorado trabalha-se, com crescente sucesso, em princípio para a produção de aerossóis respiratórios comparativamente eficazes ou melhorados.

Com os pedidos internacionais de patente WO 91/14468 e WO 97/12687 foi apresentado um novo princípio para inaladores que se distinguem não só por colocar à disposição um aerossol isento de agente propulsor, com base aquosa bem assimilável, cuja distribuição das gotículas está dimensionada em relação à admissão no pulmão, mas possuem, para além disso, uma dimensão portátil, que é comparável à dimensão dos inaladores conhecidos, 1 accionados por agente propulsor.

Este nebulizador, designado também por Respimat® pode pulverizar soluções medicamentosas liquidas, numa quantidade de modo preferido inferior a 20 microlitros, por meio de uma única aplicação, num aerossol com uma dimensão média de partículas inferior a 10 micrómetros. Deste modo a dose terapeuticamente eficaz do medicamento pode ser administrada ao doente em volumes mínimos.

Com este nebulizador, em primeiro lugar é bombeada uma solução medicamentosa, a partir de um reservatório, através de uma cânula com um corpo de válvula integrado numa câmara de compressão e dali, por meio de alta pressão até 500 bar, conduzida através de um bocal para um aerossol respiratório e pulverizada. Neste caso a compressão é produzida através de uma mola helicoidal, que é comprimida novamente pelo doente, antes de cada aplicação, com reduzida utilização de força. Em simultâneo com o movimento de aperto, a câmara de compressão é enchida com a solução medicamentosa. Algumas particularidades deste mecanismo podem ser deduzidas das figuras 6a e 6b do documento WO 97/12687.

No essencial, este pulverizador é constituído por - uma parte superior do alojamento, - um bocal na parte superior do alojamento, - um alojamento da mola, que está ligado à parte superior do alojamento e é montado sobre a parte inferior do alojamento, - um reservatório, que pode ser encaixado num espaço interior definido através do alojamento da mola e 2 - um êmbolo oco com corpo de válvula integrado, sendo que o êmbolo oco é guiado desde o reservatório na direcção do bocal.

Na parte superior do alojamento encontra-se, para além disso, um alojamento de bomba, numa das extremidades do qual se encontra o corpo de bocal com o bocal ou disposição de bocais. 0 êmbolo oco desemboca igualmente no alojamento de bomba. Entre este e o bocal encontra-se uma câmara de compressão. 0 alojamento da mola está ligado à parte superior do alojamento de modo a poder rodar e, através do movimento de rotação, a mola é finalmente comprimida, por meio de um mecanismo de tensão e bloqueio, na parte superior do alojamento.

Com a tensão da mola é movida uma flange de saida, que se encontra na zona superior do alojamento da mola e na qual está suspenso o êmbolo oco. 0 êmbolo oco com corpo de válvula corresponde a um dos dispositivos divulgados no documento WO 97/12687.

Como bocal é utilizado, de modo preferido, um bocal ou corpo de bocal fabricado por técnica microscópica. Um tal corpo de bocal microestruturado é divulgado, por exemplo, no documento WO 94/07607 ou WO 99/16530. O bocal de constituição semelhante do documento WO 99/16530 é o ponto de partida para a presente invenção. Por conseguinte, é tomada como referência a totalidade do documento WO 99/16530, em especial a forma de realização reivindicada através do documento EP 1017469 Bl, com todas as caracteristicas. 3 0 corpo de bocal é constituído por duas placas ligadas de modo fixo uma à outra, que, de modo preferido, são de vidro e/ou de silício e das quais pelo menos uma placa apresenta um ou vários canais microestruturados, que ligam o lado da entrada do bocal ao lado da saída do bocal. 0 lado da saída do bocal com as aberturas do bocal encontra-se, de modo preferido, do lado oposto ao lado da entrada do bocal. 0 lado da entrada do bocal apresenta uma entrada de líquido ou várias entradas de líquido. A entrada ou as entradas pode(m) estar realizada(s) como pré-filtro. Em alternativa a isso, o pré-filtro pode estar ligado a jusante ou mesmo separado, na direcção do fluxo, em relação à entrada ou às entradas.

Após a passagem no pré-filtro, o líquido corre através de um filtro principal, que é formado por uma multiplicidade de saliências.

Na direcção do fluxo, vista atrás do filtro principal, encontra-se um espaço de recolha de filtrado, para líquido já filtrado. A partir do espaço de recolha, o líquido chega a uma saída, que, de modo preferido, está realizada sob a forma de um bocal, com uma ou várias aberturas de bocal. 0 filtro principal apresenta uma multiplicidade de saliências, dispostas em filas, de modo preferido em forma de ziguezague, que estão salientes de uma placa de base - de modo preferido plana - e, por conseguinte, são parte integrante da placa de base. A placa de base é coberta completamente por uma placa de cobertura - de modo preferido plana. Deste modo é 4 formada uma multiplicidade de canais entre as saliências, a placa de base e a placa de cobertura. Estes canais formam uma passagem do lado da entrada para o lado da saida do bocal de filtro. A distância entre a placa de base, na proximidade das saliências e a placa de cobertura, no interior de uma fila de saliências é aproximadamente tão grande como a largura dos canais do lado das saliências, no qual o liquido entra na fila de canais. Através de uma ou várias ranhuras de entrada alongadas entra liquido não filtrado no filtro. A(s) ranhura(s) de entrada estão aproximadamente tão altas como as saliências que ressaltam da placa de base, no lado da entrada do filtro. A placa de base é constituída, de modo preferido, por silício. Esta placa, de modo preferido, é coberta por cima por uma placa de vidro.

Para o fabrico dos bocais são percorridas as fases seguintes: - Estruturação de um lote das placas de base; - Ligação do lote da placa de base e placa de cobertura uma com a outra; e - Separação das disposições de bocais individuais. A placa de base é estruturada, de modo preferido, de uma maneira em si mesma conhecida, através de técnicas de corrosão por ácidos. As alturas das estruturas acima descritas situam-se entre 2 e 40 micrómetros, habitualmente entre aproximadamente 3 e 20 micrómetros, de modo preferido entre aproximadamente 4 e 14 micrómetros e em especial, entre 5 e 7 micrómetros. O material que é utilizado para a placa de base é, de modo preferido, um silício monocristalino, uma vez que este é barato 5 e está disponível numa condição (ou seja, em pastilhas) na qual é suficientemente plano e paralelo e de uma reduzida rugosidade de superfície e pode ser ligado à placa de cobertura sem a aplicação adicional de colas ou outros materiais, durante a operação de ligação subsequente. Para fabricar uma multiplicidade de disposições de bocais em modo paralelo é produzida uma multiplicidade de placas de base estruturais sobre uma pastilha de silício.

Após a estruturação a placa de silício é limpa. A placa de silício é então ligada a uma placa de cobertura, através de junção anódica (comparar com a patente US 3.397.278 de 13.8.1968, Pomerantz et ai.).

Como placa de cobertura são adequadas, por exemplo, placas de vidro, como vidro de borosilicato alcalino, como por exemplo Pyrex (# 7740 Corning) ou Tempax (Schott) . Estas podem ser ligadas através de junção anódica do silício e do vidro.

Após o processo de junção, a estrutura compósita é dividida em unidades individuais (por exemplo, quadrados), por meio de uma serra circular diamantada de rotação rápida.

Com este filtro conhecido foi perseguido o objectivo de fabricar, de forma económica, um bocal deste género para um inalador do género descrito na introdução (Respimat®) .

De modo surpreendente, mostrou-se agora que os bocais, na sua totalidade, mostram um padrão de pulverização mais vantajoso e mais uniforme para a utilização duradoura, quando a configuração das microestruturas é alterada no interior do bocal. 6

Descrição da invenção

Neste contexto, o objectivo da presente invenção é melhorar o padrão médio de pulverização, numa multiplicidade de bocais.

Um outro objectivo consiste, neste caso, em não aumentar substancialmente a resistência ao fluxo no bocal.

Um outro objectivo consiste em utilizar o bocal de acordo com a invenção num inalador do tipo Respimat®.

Este objectivo é resolvido, na medida em que, com o bocal deste género, na zona entre a estrutura do filtro e a saida do bocal, portanto, no espaço de recolha de filtrado, está realizado um segundo género de microestruturas e que se distingue das estruturas do filtro. Em seguida, este segundo género de microestruturas é denominado estrutura secundária e as estruturas do filtro são resumidas como estrutura primária. Na direcção do fluxo, esta estrutura secundária está ligada a jusante da estrutura primária.

De acordo com a invenção, para formar a estrutura secundária no espaço de recolha de filtrado estão realizados elementos de montagem adicionais. De modo preferido, trata-se neste caso de protuberâncias de forma cilíndrica, que se prolongam do fundo da placa de base para a placa de cobertura. De modo preferido, trata-se neste caso de cilindros com secção transversal circular.

De modo vantajoso, são elementos de montagem cuja altura corresponde à altura do espaço de recolha de filtrado. 7

Os elementos de montagem podem ser desbastados a partir da placa de base.

De modo preferido, existem neste caso formas de realização nas quais os elementos de montagem estão situados, respectivamente, em filas paralelas com a disposição abab, com intervalos de modo preferido equidistantes no interior das filas A e B e entre as filas A e B. Neste caso as filas A e B contíguas são deslocadas na direcção do fluxo, de modo preferido em torno do diâmetro dos elementos de montagem. Através da utilização de elementos de montagem com secção transversal circular resulta por este meio uma geometria na qual cada um dos elementos de montagem forma o centro de um hexágono equilátero, sendo cada vértice formado por um elemento de montagem contíguo (padrão hexagonal). Normalmente, isto acontece com os elementos de montagem em posições marginais apenas parcialmente ou não acontece de todo. A dimensão dos elementos de montagem é escolhida de modo que não conduz a qualquer aumento substancial da resistência ao fluxo. Isto é conseguido por as distâncias entre os elementos de montagem, que formam, respectivamente, um canal de passagem para o líquido circulante, serem de tal maneira que a área da secção transversal, que resulta perpendicular à direcção do fluxo e efectivamente permeável ao líquido é maior que a área da secção transversal efectiva correspondente dos canais de passagem, que são formados através das estruturas do filtro. Com isso é influenciado o comportamento hidrodinâmico do líquido no interior do bocal, com intensidade máxima através das estruturas do filtro principal. A secção transversal dos elementos de montagem está, de modo preferido, realizada de tal maneira que a resistência ao fluxo de um liquido em circulação é minimizada. Para isso são preferidas secções transversais circulares ou ovais.

Em alternativa às secções transversais acima descritas, estas podem ser também triangulares, trapezoidais ou quadrangulares, sendo que os vértices deveriam estar orientados na direcção do fluxo.

De modo vantajoso, as formas de realização podem ter dimensões e distâncias dos elementos de montagem entre si que tenham influência na capacidade de evaporação da solução, com aproveitamento da tensão superficial do liquido.

Os elementos de montagem apresentam, de modo especialmente preferido, uma distância na gama de 0, 005 mm a 0,02 mm. Os próprios elementos de montagem têm, de acordo com um aperfeiçoamento preferido, um diâmetro na gama de 0,005 mm a 0,02 mm. As distâncias devem, neste caso, ser maiores que as distâncias mais pequenas das estruturas que formam a estrutura do filtro com configuração em ziguezague. A densidade dos elementos de montagem situa-se, de modo preferido, entre 200000 a 300000 por centímetro quadrado, de modo mais fortemente preferido, em 250000 por centímetro quadrado.

No entanto, comprovou-se também como favorável configurar os elementos de montagem com uma parede periférica côncava ou, em alternativa a esta, uma parede periférica convexa. 9

As estruturas do filtro principal são, de modo vantajoso, saliências, que se prolongam numa configuração em ziguezague a toda a largura do espaço interior do bocal. Neste caso as pontas desta configuração apontam alternadamente na direcção do lado da entrada e do lado da saida. Uma linha média imaginária, que se situa transversalmente à direcção principal do fluxo, divide a configuração em duas zonas de dimensão aproximadamente igual.

Devido à disposição em ziguezague dos elementos de montagem do filtro principal, a direcção do liquido é alterada quase em ângulo recto, observada a partir da direcção original do fluxo. Em seguida, verifica-se no espaço de recolha uma nova alteração da direcção do fluxo, desta vez de regresso à direcção oposta à primeira direcção de rotação, num ângulo interior inferior a 90 graus.

As saliências acima referidas podem, neste caso, estar situadas umas junto das outras a toda a largura do filtro, para constituir a configuração em ziguezague.

Numa primeira forma de realização preferida, os elementos de montagem estão realizados do lado da saída, na direcção do fluxo, atrás da configuração em ziguezague. Neste caso, os elementos de montagem podem prolongar-se desde a linha média imaginária da configuração em forma de ziguezague até às aberturas do bocal.

Em alternativa a isso, numa segunda forma de realização, os elementos de montagem podem estar realizados até às pontas do sistema de filtro, que estão salientes na direcção da entrada, sendo que, no entanto, de modo preferido, está excluída a zona em frente da configuração em forma de ziguezague. 10

Numa terceira variante, os elementos de montagem podem estar situados na direcção do fluxo, quer à frente, quer também atrás da configuração em ziguezague.

Numa forma de realização alternativa, as saliências do filtro principal podem estar situadas em várias filas em forma de cascata. As saliências situadas mais próximas do lado da entrada do filtro podem ser maiores que as saliências situadas mais próximas no lado da saida do filtro. A distância entre a placa de base plana e a placa de cobertura plana, na proximidade de cada fila de saliências disposta em forma de cascata, é aproximadamente tão grande como a largura dos canais do lado das saliências, no qual o liquido entra na fila de canais. Esta distância situa-se entre a metade e o dobro da largura dos canais. Esta distância - vista na direcção do fluxo - pode decrescer de fila para fila. Os canais, no seu lado de entrada para o líquido, têm, portanto, uma secção transversal aproximadamente quadrada.

Em todas as formas de realização, a distância entre a placa de base plana, na proximidade das saliências e a placa de cobertura plana, no interior de uma fila de saliências do filtro principal pode ser constante. Na zona da extremidade da fila que se situa na proximidade do lado da saída do filtro, a distância pode ser maior que na zona da extremidade da fila que se situa na proximidade do lado da entrada do filtro. Esta distância pode aumentar de uma extremidade da fila de saliências para a outra, de modo preferido, de forma aproximadamente linear.

Os lados voltados um para o outro de duas filas contíguas de saliências delimitam um espaço comunicante, para o qual corre 11 o líquido proveniente de todos os canais, entre as saliências de uma primeira fila e para fora do qual corre o liquido para todos os canais, entre as saliências da fila contigua. Em frente da primeira fila de saliências do filtro principal encontra-se um espaço de recolha com secção transversal alongada, para o qual é conduzido o líquido não filtrado ou filtrado grosseiramente e para fora do qual corre o líquido, para todos os canais entre as saliências da primeira fila. Atrás da última fila de saliências encontra-se o espaço de recolha de filtrado, com secção transversal alongada, para o qual corre o líquido proveniente de todos os canais da última fila e do qual é derivado o líquido filtrado.

As saliências do filtro principal podem ter a forma de pontes, que - vistas na direcção do fluxo - são rectas ou curvas. Além disso, as saliências podem ter a forma de colunas -de modo preferido rectas - com qualquer secção transversal, de modo preferido com secção transversal circular ou poligonal. 0 comprimento dos canais que correm entre as pontes é pelo menos duas vezes maior que a sua altura, do lado da entrada do liquido. A secção transversal dos canais é aproximadamente quadrada ou em forma de tonel ou de trapézio; neste último caso, o lado maior do trapézio pode ser formado pela placa de cobertura. Os canais têm, por exemplo, um comprimento de 5 a 50 micrómetros, uma altura de 2,5 a 25 micrómetros e uma largura de 2,5 a 25 micrómetros. A largura dos canais pode tornar-se cada vez maior para o lado da saída. A distância entre as filas de saliências do filtro principal é, de modo preferido, duas vezes maior que a largura do canal do lado da entrada. As filas de saliências podem correr 12 paralelamente umas às outras ou em meandros ou, de modo preferido, em ziguezague. As filas dispostas em ziguezague podem estar inclinadas umas contra as outras num ângulo de 2 a 25 graus.

As partículas a filtrar são precipitadas através das filas de saliências dispostas em ziguezague, em primeiro lugar nas zonas do lado da entrada do líquido, que se situam na proximidade do lado da saída do filtro, que aumenta gradualmente o espaço entre as filas de saliências - começando na zona do lado da saída do filtro. 0 filtro está apenas quase completamente deslocado e a capacidade do filtro esgota-se quando o espaço de entrada entre cada duas filas de saliências está quase completamente cheio com partículas a filtrar. 0 grau de precipitação do filtro é definido de modo relativamente nítido, devido à variação reduzida das dimensões dos canais. 0 filtro não necessita de qualquer distribuidor de afluxo para o líquido a filtrar, nem de qualquer recipiente de recolha de filtrado para o líquido filtrado. 0 líquido filtrado é conduzido para o espaço de recolha de filtrado de um bocal. Este apresenta, de modo preferido, duas aberturas inclinadas uma sobre a outra. 0 líquido, deste modo, é dividido através do bocal em dois jactos, que estão dirigidos um sobre o outro, de modo que se encontram atrás da abertura do bocal.

Em formas preferidas de realização, no interior do bocal, na direcção do fluxo, estão realizadas, em primeiro lugar, a estrutura primária do filtro e, em seguida, a estrutura secundária. Neste caso a estrutura do filtro prolonga-se pela 13 totalidade da largura do espaço oco formado no interior do bocal e através de um comprimento de modo preferido de 30 a 70%, de modo mais fortemente preferido de 40 a 50% do comprimento total do espaço oco formado no interior do bocal. De modo preferido, as estruturas do filtro começam imediatamente após ou com a entrada do bocal. Em formas especialmente preferidas de realização, a zona do filtro apresenta dois tipos de sistemas de filtragem: um filtro grosseiro ligado a montante e um filtro principal fino. O filtro grosseiro pode ser constituído por uma única fila de elementos estruturais, que está realizada paralelamente através da largura do espaço. O filtro principal apresenta, de modo preferido, a já referida configuração em ziguezague. A estrutura secundária está então realizada na zona entre a extremidade do filtro e da saida do bocal. O bocal de acordo com a invenção, de acordo com o processo referido anteriormente, pode ser fabricado a partir de metal, silício, vidro, cerâmica ou material sintético. Para a placa de base pode ser utilizado o mesmo material que para a placa de cobertura ou um outro. O filtro é adequado para a gama da alta pressão, por exemplo, até 30 MPa (300 bar).

No fabrico do bocal de acordo com a invenção, num desvio em relação ao processo conhecido a partir do estado da técnica, a pastilha de silício microestruturada ligada de modo fixo à placa de vidro, é provida de uma película adesiva do lado do fundo, antes de os bocais individuais serem trabalhados a partir da placa.

De especial significado é o bocal de filtro microestruturado de acordo com a invenção, para a filtragem e pulverização de um medicamento diluído num solvente, para a 14 produção de um aerossol para a aplicação por inalação. Os solventes adequados são, por exemplo, água ou etanol ou misturas dos mesmos. Os medicamentos adequados são, por exemplo, Berotec (hidrobrometo de fenoterol), Atrovent (ipratropiobrometo), Berodual (ipratropiobrometo mais hidrobrometo de fenoterol), Salbutamol (como sulfato ou base livre), Combivent (ipratropiobrometo mais Salbutamol), Oxivent, tiotropiobrometo e outros. A presente invenção compreende, por conseguinte, não só os bocais de acordo com a invenção acima descritos, mas também os seus processos de fabrico à escala industrial, os bocais deste modo obteníveis, bem como inaladores, de modo preferido os do tipo Respimat®, que contêm este bocal e com os quais podem ser pulverizadas formulações para inalação, de modo preferido medicinalmente activas. 0 bocal de filtro microestruturado de acordo com a invenção, a par das vantagens já referidas, tem também ainda as seguintes: - Devido à multiplicidade de canais sobre uma pequena área, permanece capaz de funcionar, mesmo quando alguns canais ficam obstruídos através de impurezas do líquido. Esta característica é decisiva para a utilidade prática do filtro que é montado juntamente com um bocal. Em caso de utilização num pulverizador para administrar um medicamento, uma falha do pulverizador dentro de um prazo de utilização indicado pode ter consequências graves para o utilizador. - Os canais estão definidos dentro de limites estreitos, de acordo com a forma, secção transversal e comprimento. Num 15 caso especial, as dimensões de todos os canais no interior de um filtro são iguais. - A secção transversal dos canais pode ser adaptada a outras condições, por exemplo, à secção transversal de um bocal ligado a jusante. - No interior de um pequeno volume do filtro é possível alojar uma grande área de filtragem. - 0 fluxo do líquido, antes da sua entrada nos canais entre as filas dispostas em ziguezague, está orientado, no essencial, perpendicularmente ao fluxo nos canais. - A área de filtragem aberta (soma da área de secção transversal de todos os canais) representa pelo menos 50% da área de filtragem total. - O filtro tem um volume morto reduzido, em especial com uma alta densidade dos elementos estruturais. - Os bocais podem ser produzidos à escala industrial e num elevado número de peças, com percentagem de desperdícios reduzida. - No espaço de recolha de filtrado são reduzidos os processos de cristalização ou de precipitação no líquido que contém medicamento, devido aos elementos estruturais. - Finalmente, através da alteração, de acordo com a invenção, da estrutura do bocal, na produção à escala industrial, pôde ser diminuída aproximadamente no factor 100, de 0,1-0,5% para 0,001-0,005%, a percentagem de bocais que não apresentam um perfil de pulverização uniforme, de maneira duradoura. A invenção é agora explicada em pormenor com base em figuras. 16

Fig. 1 mostra uma forma de realização do bocal de filtro, visto a partir do lado inicialmente aberto que é coberto em seguida com a placa de cobertura (não representada) . A placa (1) de base está microestruturada entre as zonas (2a, 2b) do bordo. As filas (3) de saliências estão dispostas em ziguezague; as filas estão inclinadas umas contra as outras formando um ângulo alfa. No lado da entrada do liquido, em frente da disposição em ziguezague encontra-se uma outra fila de saliências (4), que serve como pré-filtro. Em frente das saliências (4) encontram-se ranhuras (5) de entrada, através das quais entra no filtro o liquido não filtrado. Nesta forma de realização, a seguir ao filtro, está colocado um bocal (6), do qual sai o liquido filtrado. 0 bocal é parte integrante da placa de base. 0 espaço situado entre as filas (3) do filtro e o bocal (6) é o espaço de recolha de filtrado. Neste está situada uma estrutura (50) secundária, entre a placa de base e a placa de cobertura. Esta estrutura secundária compreende um grande número de elementos (51) de montagem, que se prolongam entre estas duas placas. A ampliação representada em corte à direita ilustra este facto. Os intervalos entre os elementos (51) de montagem situam-se, de maneira preferida, a 0,02 mm de centro a centro. Igualmente o diâmetro dos elementos (51) de montagem é, de modo ideal, 0,01 mm. 17

Fig. 2 mostra em representação ampliada a disposição das saliências nas filas (3). As saliências (7) são, neste caso, pontes rectangulares.

Fig. 3 mostra uma secção transversal através de uma fila de saliências ao longo da linha A-A na fig. 2. As saliências (7) têm lados longitudinais curvados côncavos, entre os quais se situam canais (8) com secção transversal em forma de tonel.

Fig. 4 mostra várias formas de realização de saliências, respectivamente, vistas a partir do lado do bocal do filtro inicialmente aberto. Estão representadas uma ponte (11) rectangular, uma ponte (12) alongada com largura constante e lados estreitos arredondados, uma ponte (13) em forma de asa, uma ponte (14) com largura constante e um lado estreito que corre obliquamente e uma ponte (15) curva em forma de segmento de circulo. Além disso, estão representadas: uma coluna (16) quadrada, uma coluna (17) triangular, uma coluna (18) redonda e uma coluna (19) octogonal.

Fig. 5 mostra secções transversais através de diversas pontes e, nomeadamente, uma secção (21) transversal rectangular, uma secção (22) transversal com lados longitudinais côncavos, uma secção (23) transversal trapezoidal, na qual o lado maior do trapézio está ligado à placa (1) de base, uma secção (24) transversal trapezoidal, na qual o lado menor do trapézio está ligado à placa (1) de base e uma ponte (25) com duas arestas 18 longitudinais boleadas.

Fig. 6 mostra diversas disposições de saliências, sendo que as saliências - independentemente da sua forma - são indicadas através de pontos de dimensões diferentes. As saliências podem estar dispostas em forma de matriz (31) ou linearmente numa fila (32) ou em forma de meandro (33) ou em forma de ziguezague (34). Várias saliências dispostas de forma linear (35), em forma de meandro ou em forma de ziguezague (36) podem estar situadas uma atrás da outra em forma de cascata.

Fig. 7 mostra a orientação de pontes tendo como referência a direcção (41) do fluxo de entrada do liquido. As pontes (42) estão situadas paralelamente à direcção de entrada, as pontes (43) perpendicularmente à direcção de entrada e as pontes (44) inclinadas de modos diferentes em relação à direcção de entrada.

Nas figuras 8a/b, que são idênticas às figuras 6a/b do documento WO 97/12687, é descrito o nebulizador (Respimat®), com o qual podem ser vantajosamente inaladas as preparações aquosas de aerossóis de acordo com a invenção.

Fig. 8a mostra um corte longitudinal através do pulverizador, com a mola sob tensão,

Fig. 8b mostra um corte longitudinal através do pulverizador, com a mola aliviada de tensão. 19 A parte (77) superior do alojamento contém o alojamento (78) de bomba, em cuja extremidade está alojado o suporte (77) para o bocal do pulverizador. No suporte encontra-se o corpo (80) de bocal de acordo com a invenção com o filtro (55). O êmbolo (57) oco fixado na flange (56) de saida do mecanismo de bloqueio, está parcialmente saliente para dentro do cilindro do alojamento de bomba. Na sua extremidade, o êmbolo oco suporta o corpo (58) de válvula. O êmbolo oco é vedado por meio do empanque (59) . No interior da parte superior do alojamento encontra-se o batente (60), ao qual encosta a flange de saida com a mola aliviada de tensão. Na flange de saida encontra-se o batente (61), ao qual encosta a flange de saida com a mola sob tensão. Após a compressão da mola, o elemento (62) de bloqueio desliza entre o batente (61) e um apoio (63) na parte superior do alojamento. A tecla (64) de accionamento está em ligação com o elemento de bloqueio. A parte superior do alojamento termina no adaptador (65) bucal e é fechada com a tampa (66) de protecção de encaixar. O alojamento (67) da mola com mola (68) de compressão está apoiado, de modo a poder rodar, na parte superior do alojamento, por meio dos ressaltos (69) de encaixe e dos suportes articulados. Sobre o alojamento da mola é deslocada a parte (70) inferior do alojamento. No interior do alojamento da mola encontra-se o reservatório (71) substituível para o líquido (72) a pulverizar. O reservatório é fechado com o tampão (73), através do qual o êmbolo oco fica saliente para dentro do reservatório e mergulha com a sua extremidade no líquido (depósito de solução de substância activa).

Na superfície de revestimento do alojamento da mola está montado um veio (74) para o mecanismo de contagem mecânica. Na 20 extremidade do veio que está voltada para a parte superior do alojamento encontra-se um pinhão (75) de accionamento. Sobre o veio assenta um colar (76).

Um pulverizador, com o qual deve ser produzido um aerossol a partir de um líquido contendo medicamento, contém o bocal de acordo com a invenção, que está construído de forma semelhante ao bocal representado na fig. 1.

Em seguida é descrita uma forma preferida de realização. Os valores numéricos aqui indicados representam valores numéricos preferidos, inclusive desvios de 20%.

Um tal bocal tem uma placa de base de 2,6 mm de largura e aproximadamente 5 mm de comprimento. Numa largura de aproximadamente 2 mm contém, de modo preferido, 40 filas de saliências dispostas em ziguezague. Cada fila tem 1,3 mm de comprimento. As saliências são pontes rectangulares, que têm 10 micrómetros de comprimento e 2,5 micrómetros de largura; estão salientes 5 micrómetros da placa de base. Entre as pontes encontram-se canais, que têm 5 micrómetros de altura e 3 micrómetros de largura. Os elementos de montagem da estrutura secundária têm um diâmetro de 0,01 mm. O intervalo entre os elementos de montagem representa igualmente 0,01 mm. Do lado da admissão do líquido no bocal encontra-se uma fila de 10 pontes rectangulares, que têm 200 micrómetros de comprimento e 50 micrómetros de largura; estas estão salientes 100 micrómetros da placa de base. Entre estas pontes encontram-se os canais, que têm 100 micrómetros de altura e 150 micrómetros de largura. Com um intervalo de aproximadamente 100 micrómetros para a fila de pontes encontra-se a folga da admissão, que tem aproximadamente 22 mm de largura e 100 micrómetros de altura. 21

Atrás das filas de pontes dispostas em ziguezague encontra-se o espaço de recolha de filtrado, que tem 5 micrómetros de altura e que se estreita gradualmente em 2 mm de largura e desemboca num bocal com secção transversal rectangular, que tem 5 micrómetros de altura e 8 micrómetros de largura. Esta abertura do bocal foi produzida simultaneamente com a microestruturação da placa de base.

Igualmente se pode reconhecer na fig. 1 a linha 52 média, a qual atravessa a disposição em ziguezague das filas 3, aproximadamente a meia distância entre a ponta 53 do lado da entrada e a ponta 54 do lado da saída.

Lista de números de referência 1 Placa de base 2a, 2b Zona do bordo 3 Fila de saliências (7) 4 Saliências (pré-filtro) 5 Ranhura de entrada 6 Bocal 7 Saliências 8 Canal 11, 12, 13 Saliências (7) em forma de pontes 14, 15, 16, 17, 18 Saliências (7) em forma de colunas 19, 21 Secção transversal rectangular das pontes 22 Secção transversal das pontes com lados longitudinais côncavos 23 Secção transversal trapezoidal das pontes (ligada ao lado maior) 22

Secção transversal trapezoidal das pontes (ligada ao lado menor)

Ponte com arestas longitudinais boleadas

Disposição de saliências (7) em forma de matriz Disposição linear de saliências (7)

Disposição de saliências (7) em forma de meandro

Disposição de saliências (7) em forma de ziguezague várias disposições de saliências (7) em forma de fila

Disposição de saliências (7) em cascata Abertura de entrada de liquido Pontes orientadas paralelamente à abertura de entrada

Pontes orientadas perpendicularmente à abertura de entrada

Estrutura secundária Espaço de recolha de filtrado Elementos de montagem Linha média

Pontas do lado da entrada

Pontas do lado da saida Filtro

Flange de saida Êmbolo oco Corpo de válvula Empanque Batente Batente

Elemento de bloqueio Apoio 23

Tecla de accionamento

Adaptador bucal

Tampa de protecção

Alojamento da mola

Mola de compressão

Ressaltos de encaixe

Parte inferior do alojamento

Reservatório

Liquido

Tampão

Veio

Pinhão de accionamento Colar

Parte superior do alojamento Alojamento de bomba Suporte

Corpo de bocal

Lisboa, 30 de Novembro de 2010 24

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Bocal microestruturado com filtro, uma entrada para líquido não filtrado e uma saída para líquido filtrado, sendo que o bocal compreende: uma placa (1) de base, no essencial plana e uma placa de cobertura, que pode ser fixada àquela; um filtro principal realizado como estrutura primária, com várias saliências (7) situadas umas junto das outras em filas (3), como partes integrantes da placa (1) de base e que estão respectivamente afastadas desta, sendo que as saliências (7) estão espaçadas umas das outras através de canais (8) que formam, da entrada até à saída, uma via fluídica através do bocal, sendo que a placa de cobertura, quando está fixada à placa de base, cobre as saliências (7) e os canais (8); e um espaço (50a) de recolha de filtrado situado na direcção do fluxo, atrás do filtro principal, caracterizado por no espaço (50a) de recolha de filtrado estar realizada uma estrutura (50) secundária, a qual compreende uma multiplicidade de elementos (51) de montagem, que encaixam na placa (1) de base e/ou na placa de cobertura, os quais apresentam um diâmetro de 0,005 mm até 0,02 mm.
2. Bocal microestruturado com filtro, uma entrada para líquido não filtrado e uma saída para líquido filtrado, sendo que o bocal compreende: uma placa (1) de base, no essencial plana e uma placa de cobertura, que pode ser fixada àquela; 1 um filtro principal realizado como estrutura primária, com várias saliências (7) situadas umas junto das outras em filas (3), como partes integrantes da placa (1) de base e que estão respectivamente afastadas desta e que estão dispostas numa configuração em ziguezague, sendo que as saliências (7) estão espaçadas umas das outras através de canais (8) que formam, da entrada até à saida, uma via fluidica através do bocal, sendo que a placa de cobertura, quando está fixada à placa de base, cobre as saliências (7) e os canais (8); e um espaço (50a) de recolha de filtrado situado na direcção do fluxo, atrás do filtro principal, caracterizado por no espaço (50a) de recolha de filtrado estar realizada uma estrutura (50) secundária, a qual compreende uma multiplicidade de elementos (51) de montagem, que encaixam na placa (1) de base e/ou na placa de cobertura, os quais podem estar realizados na direcção do fluxo, à frente e soltos atrás da configuração em ziguezague.
3. Bocal microestruturado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem um diâmetro de 0,005 mm até 0,02 mm.
4. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem uma parede periférica cilíndrica.
5. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem entre si uma distância de 0,005 mm até 0,02 mm. 2
6. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem um diâmetro de 0,01 mm.
7. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem uma parede periférica côncava.
8. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os elementos (51) de montagem apresentarem uma parede periférica convexa.
9. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por os elementos de montagem se prolongarem como pilares, da placa de base à placa de cobertura e serem parte integrante da placa de cobertura.
10. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por as saliências (7) estarem situadas umas junto das outras, a toda a largura do filtro.
11. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, caracterizado por a estrutura (50) secundária estar realizada no lado da saida da configuração em ziguezague, até à linha (52) média.
12. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, caracterizado por a estrutura (50) secundária estar realizada no lado da saida da configuração em ziguezague, até às pontas que se salientam na direcção 3 da entrada.
13. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por - uma distância entre a placa de base, na proximidade das saliências e a placa de cobertura, no interior de uma fila (3) de saliências (7), que é aproximadamente tão grande como a largura dos canais (8), do lado das saliências (7) no qual o liquido entra na fila de canais (8).
14. Bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por - uma multiplicidade de saliências (7), situadas umas junto das outras em filas (3) que estão salientes de uma placa (1) de base e são parte integrante da placa de base, sendo que - várias filas (3) de saliências estão dispostas em forma de cascata e - a secção transversal dos canais (8) - vista na direcção do fluxo - decresce de fila para fila, perpendicularmente à direcção do fluxo do liquido e - as saliências (7) situadas mais próximas do lado da entrada do filtro são maiores ou o seu número é mais elevado, de modo que as suas distâncias tornam-se menores que nas saliências (7) situadas mais próximas do lado da saida do filtro e - a distância entre a placa de base e a placa de cobertura, na proximidade de cada fila de saliências (7) disposta em forma de cascata é aproximadamente tão grande como a 4 largura dos canais do lado das saliências (7) no qual o líquido entra na fila de canais e - uma ranhura (5) alongada de entrada para o líquido não filtrado, que se prolonga aproximadamente a toda a largura do filtro e que está aproximadamente tão alta como as saliências (7) que estão salientes da placa de base, do lado da entrada do filtro e - uma ranhura alongada de saída para o líquido filtrado, que se prolonga aproximadamente a toda a largura do filtro e que está aproximadamente tão alta como as saliências (7) que estão salientes da placa de base, do lado da saída do filtro.
15. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado por - uma placa (1) de base plana e uma placa de cobertura plana.
16. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 15, caracterizado por todas as estruturas do filtro estarem realizadas exclusivamente na placa (1) de base.
17. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 16, caracterizado por - uma distância entre a placa (1) de base plana, na proximidade das saliências (7) e a placa de cobertura plana, no interior de uma fila (3) de saliências (7), entre a metade e o dobro da largura dos canais, do lado das saliências no qual o líquido entra na fila de canais (8). 5
18. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 17, caracterizado por várias filas de saliências umas junto das outras, sendo que os lados voltados uns para os outros de duas filas contíguas de saliências (7) delimitam um espaço comunicante, no qual corre o líquido de todos os canais entre as saliências de uma primeira fila e para fora do qual corre o líquido para todos os canais, entre as saliências da fila seguinte, na direcção do fluxo.
19. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 18, caracterizado por - o espaço (50a) de recolha apresentar uma secção transversal alongada, entre a ranhura (5) de entrada e a primeira fila de saliências (4), para a qual é conduzido o líquido não filtrado e para fora da qual corre o líquido para todos os canais, entre as saliências da primeira fila e por - o espaço (50a) de recolha apresentar uma secção transversal alongada, entre a última fila de saliências e a ranhura de saída, para a qual corre o líquido de todos os canais da última fila e da qual é derivado o líquido filtrado.
20. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 19, caracterizado por - saliências em forma de pontes (11, 12, 13, 14, 15), que são rectas ou curvas, vistas na direcção do fluxo ou - saliências em forma de colunas (16, 17, 18, 19). 6
21. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 20, caracterizado por - canais (8) cujo comprimento, com secção transversal constante, é pelo menos duas vezes maior que a sua altura, do lado da entrada de líquido.
22. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 21, caracterizado por - canais (8) que correm entre pontes, com secção transversal aproximadamente quadrada, que é constante ao lonqo do comprimento do canal, com um comprimento de 5 a 50 micrómetros, com uma altura de 2,5 a 25 micrómetros e uma largura de 2,5 a 25 micrómetros.
23. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 22, caracterizado por - canais cuja secção transversal é em forma de tonel ou de trapézio, sendo que, de modo preferido, o lado maior do trapézio é formado pela placa de cobertura.
24. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 23, caracterizado por canais (8) com uma secção transversal aproximadamente quadrada no lado da entrada do líquido e uma secção transversal que se alarga para o lado da saída do 7
25. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 24, caracterizado por - uma distância entre as filas de saliências que é, de modo preferido, duas vezes maior que a largura dos canais do lado da entrada.
26. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1, 4 a 10 ou 13 a 25, caracterizado por - saliências que estão dispostas - em filas (31) que correm paralelamente umas às outras ou - em filas (33) que correm em forma de meandros, que estão inclinadas umas contra as outras num ângulo alfa de 2 graus a 25 graus.
27. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 2 a 25, caracterizado por saliências que estão inclinadas umas contra as outras num ângulo alfa de 2 graus a 25 graus.
28. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 27, caracterizado por - uma distância constante entre a placa (1) de base plana, na proximidade das saliências (7) e a placa de cobertura plana, no interior de uma fila (3) de saliências.
29. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 27, caracterizado por uma distância que se reduz na direcção do fluxo, entre a placa (1) de base e a placa de cobertura. 8
30. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 29, caracterizado por - uma distância entre a placa (1) de base plana, na proximidade das saliências (7) e a placa de cobertura plana, no interior de uma fila de saliências que aumenta da zona da extremidade da fila que se situa na proximidade do lado da entrada do filtro, para a direcção da zona da extremidade da fila que se situa na proximidade do lado da saida do filtro.
31. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 30, caracterizado por - uma placa (1) de base que foi estruturada por corrosão por via húmida ou seca isotrópica ou anisotrópica ou por uma combinação destes processos, de modo preferido por corrosão por via seca anisotrópica.
32. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 31, caracterizado por - uma placa (1) de base de silicio e uma placa de cobertura de vidro que é fixada por ligação anódica.
33. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 30, caracterizado por o espaço (50a) de recolha de filtrado terminar em cone na direcção do fluxo e apresentar como saida pelo menos um bocal (6).
34. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 31, caracterizado por 9 - uma placa (1) de base de silício e uma placa de cobertura de silício que é fixada por ligação directa.
35. Bocal microestruturado de acordo com as reivindicações 1 a 34, caracterizado por as distâncias entre os elementos de montagem que formam, respectivamente, um canal de passagem para o líquido circulante serem tais que a área da secção transversal efectivamente permeável ao líquido, resultante perpendicularmente à direcção do fluxo, é maior que a área da secção efectiva correspondente dos canais de passagem que são formados através das estruturas do filtro principal.
36. Pulverizador para a terapêutica por inalação, a qual compreende um bocal microestruturado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 35 anteriores.
37. Processo para o fabrico de um bocal de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 35, sendo que numa operação, de um lado de uma pastilha de silício para um grande número de bocais, microestruturas, sob a forma de estruturas do filtro, estruturas secundárias, entrada do bocal e saída do bocal são corroídas por ácido, numa operação seguinte, deste lado da pastilha de silício é fixada firmemente uma placa de vidro, numa operação independente daquela a pastilha de silício é aplicada sobre uma película adesiva e numa operação final, os bocais individuais são trabalhados na unidade estrutural, constituída pela pastilha de silício/placa de vidro com a película adesiva, no lado inferior da pastilha de silício que vem do lado da placa de vidro, por meio de uma serra diamantada. Lisboa, 30 de Novembro de 2010 10