TW200520848A - A process for producing microfluidic arrangements from a plate-shaped composite structure - Google Patents

A process for producing microfluidic arrangements from a plate-shaped composite structure Download PDF

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TW200520848A
TW200520848A TW93121390A TW93121390A TW200520848A TW 200520848 A TW200520848 A TW 200520848A TW 93121390 A TW93121390 A TW 93121390A TW 93121390 A TW93121390 A TW 93121390A TW 200520848 A TW200520848 A TW 200520848A
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TW
Taiwan
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filling medium
plate
filling
composite structure
groove
Prior art date
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TW93121390A
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English (en)
Inventor
Michael Spitz
Holger Reinecke
Original Assignee
Boeheringer Ingelheim Microparts Gmbh
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200520848 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種自-板狀合成結構製造微流體配置 尤才曰喷鳥配置之方法’丨中该板狀合成結構包括多個具有 在微米範圍内尺寸之槽結構。一如上述之已知方法包括美 國專利第us 5,547,G94 A號案中請專利範圍第丨項前言部份 所述之特徵。本發明進-步地有關於—包括—此型式喷嘴 配置之霧化器。 、 討論中之噴嘴配置型式被用以藉在—高a下經由一小截 面之噴嘴口而將液體霧化成非常微細的液滴。在此型式嘴 嘴配置之其他應用巾’其亦被用於例如達成吸人氣霧劑之 醫療領域。討論中之噴嘴配置型式所產生之液滴大小被予 嚴厲地要求,,匕乃因為例如對吸入用途而言,一絕對大比 例之戎液滴應具有-小於6陣之直徑,以便能滿意地進入 肺部。通常地,具有一小於10直 為是可適於吸入的。 m夜滴即被認 【先前技術】 ^ 5^47,094 勺關供此類應用之塊狀喷1 酉己置,及有關供製造無數塊狀喷嘴配置諸如—貫維持言』 夤者之方法。基於此已知之方法 ° 件,或甚至多階段過濾件,於該噴嘴配置中 該US 5,547,094 A案所揭示之 _ ^ 將精由參者而4 為本專利申請案所揭示之部份。該 一 方法的所有過程步驟、該宰所搞一 Μ € T之一相應製^ 案所揭不之所有材料規格說明、 94495.doc 200520848 與被使用之工其等亦可被使用於根據本發明之方法的範圍 内。有關這些噴嘴配置之進一步揭示可參WO 94/07607 A1 及 WO 99/16530 A1二案。 該已知之方法首先涉及一板狀合成結構之製造,其包括 二具有多個本質上呈平面狀表面之板件,其被固定地且二 維地相互連接。另外的板件亦可視情況需要而予加置。必 要地’位於該板狀合成結構中之該等喷嘴配置藉由提供多 個重複之槽結構而被予製成,該等槽結構各對應一個噴嘴 配置,且係位在該二板件中之一的該本質上呈平面之表面 中而5亥表面被連接至該另一板件之該本質上呈平面之表 面上在先刖技藝中’一特別較佳之組合係一石夕板件及一 玻璃板件之合成物,其中另外之變化形式亦被提及。 該等槽結構最後將形成該噴嘴配置之流動通道,其較佳 地具有在微米範圍内之尺寸。為求對於該槽結構之大小範 圍有一概念,該先前技藝中提及結構高度係介於2〜4〇 之間,較佳地為介於5〜7 μηι之間,而該噴嘴之截面積則係 介於大約25〜500 μπί之間。 ’、 刀離的喷嘴配置可由該包含多個喷嘴配置之才反狀合成鈇 構而獲得’此係藉由沿著延伸在兩槽結構間之分界線以機 械加工方式分離該板狀合成結構而達成。先前呈塊狀之諸 具小表面積之喷嘴配置於是便分離地存在。根據該先前枯 藝’藉機械如工之分離特別地係以一圓鋸鋸切而 佳地係以一可在高速下操作之鑽石圓鑛。例如,較大板: 合成結構之凹裂與裂斷亦被引為一可選擇替代之方式。此 94495.doc 200520848 二加工步驟亦可彼此結合使用,亦即,鋸切方式可在第一 步驟實施,緊接著在一筮-半 者在《一步驟中以裂斷方式或雷射光炭 分離方式予以完成。 町尤果 有關該合成結構之製造,尤請參考場助⑽句接 合,或也可參考其他接合技術,包括黏著接合 合等。 因此可職此-方法係為習知用以從—板狀合成結構製 造喷嘴配置之方法,其中該合成結構包括多個槽結構,其 其具有在微米範圍内之尺寸n問題產生在於該等槽 結構在機械加工,尤其是鋸切,之期間將會受到污染。— 液態冷卻潤滑劑’尤其是—種基於水者,通f被用於機械 加工期間。由於此液態冷卻潤滑劑一且由於夾帶其中之切 屑之故,該等槽結構在某些情況下將被阻塞以致使其實際 上不再乾淨。此所獲致之後果當然是高不良率的形成。在 此一方面,必須要考量到好幾百個單獨的喷嘴配置將首先 被形成於一板狀合成結構上,且這些接著將藉由一分界線 之栅狀網絡而被予分離。因此,此型式喷嘴配置之單獨製 造是完全無法思及的。 上述的問題,一般而言,非但發生在前述先前技藝所揭 從一板狀合成結構製造多個塊狀分離喷嘴配置之技術上, 而且也發生在從一板狀合成結構製造多個具有對應槽結構 之微流體配置之技術上。除了噴嘴配置之外,該問題亦形 成於其他並無直接喷嘴功能之微流體配置,例如過濾器裝 置或分配裝置。 94495.doc 200520848 對於-般的微流體配置,該板狀合成結構較好地係沿著 該等槽結構間延伸且非必然—定是分界線之諸線進行機械 加工’以致使得之後位於該合成結構巾之料微流體配置 被單獨地分離或被分離成多個群組但不完全地被分離,或 實際上被單獨地分離但被完全地分離成多個群組。 < 【發明内容】 針對前述之-般微流體配置,特別是噴嘴配置,上述的 問題將可以一如請求項丨項之方法予以解決。 根據本發明,該等槽結構在機械加工之前被充填以一填 充媒介,其將不再從該等槽結構被除去,直到機械加工之 後。該等槽結構於是可靠地杜絕了被在機械加工期間所產 生之Μ及/或冷卻潤滑劑所污染。該等槽結構仍維持被保 護狀態且不會再被暴露直到該作t完成為止。該等微流體 配置之不良率於是很低,此乃因為污染物均被有系統地阻 止其到達該等槽結構。 該等槽結構被完全地或僅部份地充填1致使得被暴露 於外部或機械加工下之該等槽結構之最少個開口被該填充 媒介所污染,以便使該等槽結構不會受到在機械加工該合 成結構期間所產生之切屬、冷卻潤滑劑或其他類似物之污 染。有關在保護免於受污染方面,事實上只要所有與外部 接觸之開口或連接處在機械加工期間能被該填充媒介所封 閉或阻塞,那麼是衫該等槽結構之 填以該填充媒介就並非是那般重要了。 就細節而言,各種不同的選擇存在以供設計且進一步發 94495.doc 200520848 展根據本發明之方法,而在此方面可參考申請專利範圍之 附屬項。 根據本發明之霧化器將藉由申請專利範圍第丨6項之特徵 而顯者。有利之諸實施例是該等申請專利範圍附屬項之標 的 【實施方式】 圖1首先顯示-配们,其在此係為一喷嘴配置且可被分 離成多個群組,而該等群組係由一呈板狀之下部2及一亦呈 板狀且被置於該下部2上方之上部3所構成,其中該上部3 被固定地連接至該下部2。根據—較佳之實施例,該下部2 係由石夕所構成。然而,在本文最初所提及之先前技藝亦揭 不了全系列之其他材料。在一較佳之實施例中,該上部3 係由玻璃㈣成’但先前技藝在此方面亦已揭示其他可選 擇之替代材料,例如石夕’氮化石夕或錯。圖W之該己被分離 的噴嘴配置1具有一2.0mmx2.5mmxl.5mm之全尺寸。一如 這型式之喷嘴配置係在-適當等級之潔淨室中被予製造。 圖1係根據-第-實施例所完成之配置1的爆炸圖,盆中 顯示該上部3已被抬離。圖2“系該下部2之平面圖。圖㈣ 經由該已呈組合或完成狀態之個別配置i所取之剖面圖。圖 3係-板狀合成結構之平面圖’而㈣板狀合成結構可製造 出複數個包括諸槽結構4之配置i。 圖2c係一對應圖以之剖面圖,其係取自一根據一第二實 施例所完成之配置1。 製造步 圖2b及2e中所示之該配的層序對應於在此一 94495.doc -10- 200520848 驟開始時(見圖3)整個板狀合成結構所呈現之層序。該板狀 結構包括二板件,其被固定地且二維地彼此相連並可隨後 地被成形為该配置1之板狀部份2及3,其中該配置1可視情 況需要而被分離成多個群組。該等板件具有概呈平面狀之 表面’其中形成諸流道之多個重複的槽結構4被設置於至少 該等板件中之一的一表面,其被連接至另一板件之該表面 上。此諸槽結構中之每一個均可形成一實際之噴嘴5(如圖 1)或是對應之(如圖2b或2c)。圖3顯示該等個別配置}之該等 才曰結構,其在圖3中仍被整體彼此相連於該板狀合成結構 上。 在该喷嘴5及該等槽結構4的設計方面存有一寬廣範圍之 可遠擇性,其中一些已被揭示於前述根據us 5,547,〇94 A之 先前技藝中,其亦揭示了多種相應之生產方法,諸如照相 平版印刷及蝕刻技術。至於諸過濾結構之利用方面,則請 參考WO 99/16530 A1—幸•而兮安士 π扣-+丄 茶,而遠案中所揭不者亦併為本案 所揭示内容的一部份。 參照圖3所示之該板狀合成結構,-類似圖1立體圖所示 之個別配置1可藉由分割該板狀合成結構而獲得,該分割係 沿著諸線6以機械加卫方式達成,以致該等塊狀之噴嘴配置 1隨後可分離地存在;而兮楚& 而5亥等線6係延伸於母兩個槽結構4 間,且在圖3中係以野;綠主-^ 點線表不者。圖3顯示該等線6之柵欄網 絡,其彼此以直角相交且每一 ^ 构圍繞一配置1。該配置1之 精確分龍可藉由㈣而達成,纟中經精確分割之部份將 同時具有該相對應之噴嘴5、或該槽結構4之對向端、或一 94495.doc -11 - 200520848 相對應之過濾結構的進口,而該鋸切則係以一高速鑽石圓 鋸機(通V同於2〇,〇〇〇 rpm)例如確實沿著此諸線6或更精準 地沿著兩線6之間進行切割。 明顯地,該等線6不需要實際地顯現出來或以標記使其成 為可見#。該等線6係供想像以輔助顯示該工具,尤其是該 鋸子,應在該才反狀合成結構上之何心皮導引進行鑛切加 工此可藉由一機器人技術配合相關之軟體而達到上述目 標。 如前已述者’ A割亦能以多個步驟達成,其中至少一分 割步驟係藉由機械加工而達成’然而此將由於其產生之鋸 屑及/或由於其他被使用之任何輔助而導致前述之污染。 “、、圖1、2a、2b及3所示之第一實施例,該喷嘴5顯示位 在圖2之斷面中。—雙喷嘴被使用於此,其導引兩流體喷射 相互作用於彼此二上,以使其在—離該喷嘴5某—距離處彼 此撞擊而裂解。此將可獲致所要求霧滴大小之散佈。 圖2b及2c係經由該合成結構所取之剖面圖,其中該合成 結構係為本發明焦點。該合成結構被利用以生產多個微流 體配置1 ’其並不必然是喷嘴配置。 在圖2c所不之第二實施例中,該前述之噴嘴5係呈一噴嘴 通道5,之型式,其延伸於根據較佳之教示由玻璃所構成之該 上部3中,且垂直地延伸到該上部3的主要面,而其下端則 面朝該下部2並導入該表面之槽結構4内。因此,此配置能 被用以達成由外侧可見經由該微流體配41之直角流動,而 此可與先前已敘述之根據第—實施例所完成之範例中所示 94495.doc 200520848 之橫向流動作一比照。 該微流體配置i之槽結構4可藉沿著諸線6以機器加 板狀合成結構1而獲得,該等線6延伸於每-該等样以 間,以致隨後在該合成結構中之該等微流體配置丨可^個別 地分離或分割成多個群組但不被完全地分離,或被完全地 分割成多個群組但僅分離地存於每一群組中。 凡王 —就細節而論,如圖2。所顯示者,為達此一㈣,藉由沿 著該等線6進行機器加工以將諸槽6,(介於兩心間“二 合成結構中。這些槽6,貫穿-板件,其係圖2c所示之下板: 2,亦即,包括該等槽結構4之板件2;'然而,諸槽&並不貫 穿另一板件’其係指該範例时施财所述之該上板们 諸,而僅只在該處形成一閉合於基部之通道。 在機械加工期間保護該等槽結構4之必要性是存在的,且 為本發明教示所必需的,而此無關於這些槽結構4是如何形 成於該板狀合成結構中或形成於該板狀合成結構中的^ 處。 列於下文中針對本發明之製造方法將配合參考位於該板 狀口成結構中之該等槽結構4的一橫向配置結構而進行說 =。對圖2c中所示之該直角配置結構而言,根據本發明之 製造方法並無因此有任何之改變,且這些考量可被對應地 適用。 根據本舍明之製造方法係有關於一供製造所述型式之微 流體配置1之整體製造方法的一部份。該方法問始於包括多 4配置1之現有板狀合成結構,並顯然可辨該板狀合成結構 94495.doc -13- 200520848 之槽結構4被予製造以使其可經由該等線6而被連續地彼此 2連接於至少-方向,並從—邊緣起至該板狀合成結構之 :相對之邊緣。此可見於圖3,其中顯示一合成結構的一部 ^ ’當然’其實際上是非常大的。在所示之實施例中,該 等槽結構4從底部到頂部被連續地彼此相連接。介於一槽結 構4之該喷嘴5出口及一位於其上之該槽結構#入口間設有 一介於該等線6間之横向通道,其沿整個寬度而將該位在上 方之槽結構4與該位在下方之槽結構4之噴嘴5相連接。 根據本發明,該板狀合成結構之該等槽結構4於是在機械 加工前被充填以一填充媒介。由於該等槽結構4已經如前述 般地被連接,故此充填以一填充媒介之過程可順利地達 成。然而,該填充媒介必須予以特別選定,以使其不會因 為前述之機械加工或任何可能在機械加工期間被用以輔助 者而被從該等槽結構4處被除去。如本文之通則部份中已說 明的,該等槽結構4因此被保護以杜絕在機械加工期間污染 物之進入。在機械加工完成之後,該填充媒介接著被再次 地從該等槽結構4處被除去。後者以此一初始狀態且無受污 染之狀況將可進行後續之作業步驟。 當為一從底部填充至頂部(或沿長度方向)之可替代方式 或除了該從底部填充至頂部之方式外,該從左延伸至右之 檢向通道或其他構成(如圖3)亦可被使用當為該填充媒介。 但其條件為邊專橫向通道必須具有一各別之寬度,此可導 致只有該專橫向通道及該等槽結構4之開口必須被充填以 一填充媒’I。基於此僅只是部份的填充,該填充媒介可在 94495.doc -14- 200520848 该合成結構之機械加工後輕易地被從該等槽結構4處除去。 前述作業步,驟的結果可&圖2c所示,纟中該等槽6,被形成 於該處並從該下部2之底面形成該槽結構4,因而最後使得 該位於上部3之噴嘴通道5,成為可通入的。可理解的是此一 類型之微流體配置1可被成列地使用作為-多噴嘴配置或 被用於更密集之多通道式微流體程序中。 上述方法步驟的結果係一配置卜其於是特別地以一塊體 j一呈合成形態之小板件存在,如圖丨及2所示。對該第一 實施例而言’圖2b所示之該喷嘴5之兩出口係、以稍嫌誇大之 比例顯示且已被充填以該帛充媒介,其中號碼7指定代表該 填充媒介。 …請了解該根據本發明之方法較佳係利用潔淨室技術予以 實施,在該處-適當等級之潔淨室作業應予以選定。 填充媒介之選擇對根據本發明所實施之方法而言尤其地 在方面必須考夏到在微米範圍内之該等槽結 =尺寸需要特別的充填技術。毛細管效應及表面張力及 ^占度之效應在此具有與針對宏觀尺寸之較大喷嘴配置所觀 察到者完全不同之結果。除此 ,,e . M ^ 卜涉及水之凝固技術在 此疋無關的,而該技術就宏觀方法而言是習知的。 該填充媒介之第—重要性質在於其不可與任何被使用之 冷部潤滑劑相混合且亦不能被 9 y , a /合解。至少這歧效應必須
是很輕微的,以求防止該填充 I A ^ 、充媒;|在加工期間被從該等槽 、4倾予溶解。如果係採機械錯切之方式,則例如 之冷卻潤滑劑通常會被使用。 真充媒介於是必須是不溶 94495.doc -15- 200520848 解或非常難溶解於水中的。實際上已顯示基於在微米範圍 内之尺寸,該等槽結構之填充媒介的選擇將導致一填充媒 介,其可有利地以液體狀態被使用以充填該等槽結構*。、 然而’根據-尤佳之實施例,該填充媒介在機械如工期 間存在於-集成之固體狀態中。此可確保該等槽結構4被保 護以免受污染。該填充媒介之一集成固體狀態可藉由一可 能被用到之易揮發溶劑的蒸發、或者藉由執行一化學方法 而達到。然而,如果一隨溫度而改變之程序被予運:則將 疋尤其有利。於是可以確保的是在一於機械加工期間所處 之正常溫度下,該填充媒介係集成固體狀態存在,但 在-相當高於該正常溫度之充填溫度下,該等槽結構4將被 充填以呈液體狀態之填充媒介。 明顯可察這些溫度,亦即指該正常溫度及該充填溫度二 者,將強烈地依賴該填充媒介而定。當然,該等被固定地 且二維地相互連接之板件的材料也扮演了某角色。然而, 可概略地認定該正常溫度範圍係在介於約2〜12〇。〇之範圍 中,而該充填溫度係在介於約5〜28〇〇c之範圍中。 在正常情況下,-具有低黏度及/或高揮發性之填充媒介 將會被使用,以便可在相當低的溫度下進行處理。然而, 一具有咼黏度之填充媒介亦可被使用在較長處理時間及/ 或較高處理溫度之狀態下。 月IJ所述在通常情況下被加諸於該填充媒介之要求條件例 如可藉由單及聚醇類、飽和及未飽和脂肪酸、脂肪酸酿類、 及這些物質之混合物而達成。聚醇頹(同義地稱多元醇、多 94495.doc -16- 200520848 官能醇或多羥基醇)亦包括聚烷二醇,諸如聚 1〇〜3〇C原子,較佳地㈣,子,尤其從16〜20c;: 之单或聚醇類已證實為最佳者。這些化學物質的炫點传呈 。/^數减,例如約6代,而其亦具有—例如約為210 之m點。較佳地,他們係不可溶於水但可溶 喊,而因此十分適用於根據本發明之方法中。被用於每單 一用途中之填充媒介的選擇確實存在_個在市場上如何取 得這些化學物質的問題。如果-擴大之選擇範圍是可行 的,那麼-特別經濟且市場上可得之化學品將可被予選用。 可選擇地或除前述之化學品或溫度取決之方法外,盆他 方式亦可被使用以進行充填。例如,有可在施加一電壓時 改變其-致性之液體(電流變液)。該等液體亦可被用於前述 之方法,亦即也可作為填充媒介。 該等槽結構4在微米範圍内之尺寸產生了 一個如何充填 位在該板狀合成結構中之該等槽結構的問題。特別的充填 技術在此處是必須被予考慮的。根據較佳之教示且已經證 明實際上特別有利的為,該合成結構4可在該等槽結構4被 充填以該填充媒介前被排空,且充填過程必須在真空下進 行,特別是在一殘留壓力小於約250 mbar之狀態下。因此, 在該等槽結構4中形成氣泡群之現象便可被杜絕。 此外’在下列諸情況下也是有利的:如果在該等槽結構4 已被充填以該填充媒介之後,該板狀合成結構被再度帶回 到正常壓力下;以及如果該原先呈液體狀態之填充媒介的 固化係在正常壓力下發生。 94495.doc -17- 200520848 貫際上,該板狀合成結構被整體地導引進入一容納空間 内,该空間然後被排空至所要的殘留壓力狀態。該板狀合 成結構隨之被浸泡並傾斜於該空間中,且係在一液態填充 媒介之槽浴中,直到其完全被該液態填充媒介所覆蓋為 止。此發生在該等槽結構4間之連續連接的方向上,以致該 等槽結構4内之填充媒介液面緩緩地從一邊緣增加到另相 對邊緣,直到最後該整個板狀合成結構,亦即位在其中之 所有該等槽結構4,被完全地充填以該填充媒介。 之後,該容納空間被再度帶回到正常壓力下。該仍為液 態之填充媒介於是在其本身之表面張力下可保持處於該等 槽結構4中;為達此目的,該板狀合成結構整體地被放置呈 水平狀態。溫度接著被減低以便使該填充媒介可固化於該 等槽結構4中。 隨後’該包含已固化填充媒介之該板狀合成結構被以一 非常高速之鑽石圓鋸沿該等線6而被切開,或在其上設置如 圖2c中所示之該等槽6,。之後,該填充媒介從該等槽結構* 上被除去。 在相類似之配置中,該填充媒介能以或藉由壓力而被充 填到该專槽結構4中。 就如同必須特別予以考量應如何在進行分割作業之前將 該填充媒介,較佳是為—液體,導人該等槽結構 般,對於如何在機械加工之後將處於該等槽結構4中之該填 充媒介除去之問題同樣地也是必需予以特別考量。在^、 面,特別提議該填充媒介係在該填充媒介之溫度被昇= 94495.doc 200520848 狀悲下被從該已分離之噴嘴配置j的該等槽結構4處被除 去。此意指該填充媒介可藉由一溫度的提昇而自該等槽: 構4中被蒸發。除了增加溫度之外,亦可藉由將周圍的屙力 降到足夠低,以便使蒸發能快速發生。另—可選擇之= 則如實際上已被顯示的,就是該填充媒介可藉由溶解_ 充媒介於-溶劑中而達成,且若有必要,亦可藉㈣灑該 填充媒介/㈣之混合物而㈣從該等槽結構4中被除去之 目的。這二種方法亦可被相互結合使用。 ’、 建°義以知或一喊作為該填充媒介之溶劑,此已詳述於 前且可被特別有利地使用。低分子醇類或醚類是較佳的,、 諸如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇及/或乙喊。因此,•上 是有可能使該等槽結構4完全免除填充媒介的殘留,且^在 一非常低之不良率狀況下製造微流體配置。 此 在上述方面,亦建議該填充媒介不要被除去, 行包括分割作業之機械加工之後的清理工作為止,以求防 止δ亥專槽結構4受到後續之污染。 圖= 系:據本發明之一霧化器η之圖式,其中該霧化 匕匕括如本舍明第一及第二實施例之該等微流體配置或 Μ配置1,供霧化_在未受張力狀態下(如圖4)及在受張力 狀態下(如圖5)之流體12,尤其是—高度有效之藥物等等。 特別地’該霧化器U被成形為一可攜式吸入器且較佳地係 可在不需要一推進氣體下操作。 在該流體丨2,較佳為—液體,特収—藥物,進行霧化 之時’-氣霧劑被形成且可被—使用者(未示於圖)所吸入。 94495.doc -19- 200520848 通常至少每天作-次的吸入’特別地有一天作多次吸入 者,而此較佳地應在預定之時間間隔下為之。 該霧化器11包括-適當的容器13,丨較好地是為可替換 的,且包含該流體12並形成-供存該欲霧化之流㈣的貯 存槽。該容器13較好係包含一流體量,其足夠供多次使用, 尤其是可供一預定之使用期間如一個月,或供至少5〇,較 佳地至少100劑或霧化次數。 該容器13大體上呈圓筒狀或匣狀構造,且在該霧化器11 已經被開啟之後可被從底下插入該霧化器13中,並可視需 要而可予以更換。較佳地,該容器13係一剛性構造,尤其 是在該流體12被包含在該容器13中之一袋14内之部份。 该務化器11包括一壓力產生器15供運輸及霧化該流體 12,尤其是在一已預定之劑量下,且該劑量如果必要是可 以調整的。該壓力產生器15包括一供固定該容器13之固定 件16、一驅動彈簧17(僅部份顯示),其與一可藉人工釋鎖之 鎖制件1 8聯動、一具有一止回閥之進給管19、及一位在一 口件1 3區域中之壓力室21,其連接該根據本發明之喷嘴配 置1。 當該驅動彈簧17受軸向壓力時,該固定件16連同該容器 13及該進給管19被如圖中所示般地向下移動,而該流體i 2 便從該容器13中被吸出,經由該止回閥20,進入該壓力產 生器15之該壓力室21中。由於該喷嘴配置1具有一非常小的 流動截面而特別地被成形如一毛細管,因而產生一節流效 應,其強到足夠可靠地在此位置處防止空氣因由吸力而被 94495.doc -20- 200520848 引入,甚至不需要該止回閥。 在操作該鎖制件18後隨之達到壓力釋除的時候,位於該 壓力室21中之流體12被放置在由該驅動彈簧17所產生之壓 力(亦即彈簧力)下,其將再次向上移動該進給管丨9,並經由 口亥贺备配置1而被排出;據此,該流體12將可被予霧化,尤 其是霧化成在μπι或nm範圍之顆粒,較佳地係形成大約為5 μηι之顆粒,其可進入肺部並形成一如圖*中所示之一氣霧 劑24之噴霧或喷射。因此,該流體12較佳地係以單純機械 方式予以運送及霧化,尤其不需要一推進氣體且不需電力。 一使用者(未示於圖)可吸入該氣霧劑24,隨之額外的空 氣可以經由至少一附加之空氣口 25而被吸入該口件23内。 該霧化器11具有一殼體上部26、一可相對該上部26轉動 之内部27、及一特別地可以人力操作之殼體部28,其較佳 地能藉由一固定件29而被可分離地連結至該内部27。該殼 體部28可被從該霧化器η分離以便插置及/或更換該容器 13。 。 藉由人力轉動該殼體部28,該内部27可相對於該殼體上 部26而被轉動,據此使該驅動彈簧17可經一由該固定件μ 7作用之驅動力(未示於圖)而承受張力。當張力作用被啟動 ^ "亥谷器13被沿軸向地向下移動直劑該容器13到達一在 受 '力狀態中之最終位置處,如圖5所示。在霧化操作期 ^ "玄各器13再度藉由該驅動彈簧17而被移回至其初始位 置處。该谷态13因此在該張力作用操作期間及在該霧化操 作期間執行了 一行程移動。 94495.doc 200520848 ^又體。卩28#λ佳地係成形為_帽狀殼體下部並裝配於該 谷為13之一下自由端部份的周圍或之外。當該驅動彈簧η 承受張力時,該容器13之下端部份被移動(更深入地)進入到 該殼體部28之内或被移向其端面處,於是—沿軸向地作用 且被认置於,亥喊體28中之彈簧3〇將會與該容器之底部31相 接觸並以一穿刺件32將該容器13開啟,或一在第一次接 觸時於該底部上形成一密封。 該霧化器11包括-監視裳置33,其將藉由偵測該内部27 相對於該殼體上部2 6之一轉動而計算該霧化器丨丨的操作次 數。在所不之實施例中,該監視裝置33純粹係以機械力操 作。 本發明因此係有關於供吸入目的之霧化器丨丨,其產生一 貫質上恆定之氣霧劑喷霧或一具有一緊急狀況用速度之氣 霧刎喷霧,该速度低到足夠供產生該氣霧劑24喷霧並實際 上在其到達幾公分之後便停止。 為求70全地揭露使本專利申請案,亦請參與W〇 9 1/1446 A1及WO 97/12687 A1二案中所揭露之完整内容。概略言 之,該處所揭露者係有關於一霧化器,其具有一 5〜6〇 MPa 之彈貫壓力’較佳地為1〇_5〇 MPa,在該流體方面具有一每 行私10〜5 0 μΐ之體積,較佳地為1〇_2〇 μ1,最佳地為的每行 程15 μΐ’及大至20 μιη之顆粒大小,較佳地為3〜1 〇 。該 處所揭露者較佳地亦有關於一霧化器,其具有一近似於一 圓筒之造形及一長約9〜15 cm而寬約2〜5 cm之尺寸,且喷嘴 喷射幅度為20。至60°,較佳地為8〇。至丨〇〇。。此序列之數值 94495.doc -22- 200520848 亦可適用於根據本發 為尤佳狀態之數值。 明之教示所實施之該霧化器11中以作 【圖式簡單說明】 月。其所有實施例及其未來之發展已於前項就範例 之貫施方式敘述中參照下列之_而被予詳細說明,其中 該附圖包括·· 圖1係根據本發明之一微流體配置之立體圖; 圖係SI 1所不違微流體配置下部之平面目,其顯示該槽 體結構; 圖孔係/σ圖i所不該微流體配置所取之剖面圖,其顯示該 合成結構; 圖2〇係沿另一微流體配置所取之剖面圖,其顯示該合成 結構及該槽體結構之位置; 圖3係一包括多個如圖丨所示的微流體配置之一部份板狀 合成結構之平面圖; 圖4係沿根據本發明之一喷霧器所取之剖面圖,其具有一 在未受張力下之此類型式喷嘴配置;及 圖5係沿根據本發明之一喷霧器所取之相對於圖*旋轉 90。的剖面圖,其具有一在受張力下之此類型式喷嘴配置; 【主要元件符號說明】 1 配置 2 下部 3 上部 4 槽結構 94495.doc -23- 200520848 5 喷嘴 5f 喷嘴通道 6 線 6丨 槽 7 填充媒介 11 霧化器 12 流體 13 容器 14 袋 15 壓力產生器 16 固定件 17 驅動彈簧 18 鎖制件 19 進給管 20 止回閥 21 壓力室 21 壓力室 23 口件 24 氣霧劑 25 空氣口 26 殼體上部 27 内部 28 殼體部 29 固定件 94495.doc 200520848 30 彈簧 31 底部 32 穿刺件 33 監視裝置
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Claims (1)

  1. 200520848 十、申請專利範圍·· 1 · 一種自一板狀合成結構製造微流體配置之方法,該等微 流體配置尤指喷嘴配置,其中該合成結構包括兩板件, 其被一維地且固定地彼此連接,且具有概略呈平面之表 面,多個尺寸較佳係在該微米範圍内且構成多個流動通 道之重複的槽結構係設置於該等板件中至少之一的一表 面上’而該表面係連接至另一板件之該表面上, 其中沿著諸線以機械方式加工該板狀合成結構,而該 等線延伸於該等槽結構間,以便使位於該合成結構中之 該等微流動配置隨後可被單獨地或成群組地分離, 其特徵在於: 該板狀合成結構之該等槽結構被製造成可使其在至少 一方向上經由該等線而從該板狀合成結構之一邊緣到其 相對邊緣連續地彼此相連接, 在機械加工之前,該板狀合成結構之該等槽結構至少 #伤地以一填充媒介所充填,如此導致該等槽結構之開 口或部份由該填充媒介所充填,而該等開口及部份在機 找加工之别及/或之後係向外敞開的,其中該填充媒介被 '疋成可使其在機械加工期間不會因為機械加工本身或 =何所用之輔助物而從該等槽結構上除去,而該填充媒 介在機械加工後才從該等槽結構上除去。 2·如請求们之方法,其中所使用之一填充媒介係無法與一 2以機械加工之冷卻潤滑劑相混合及/或被該冷卻潤滑劑 命解,且較佳地使用一不可溶於水之填充媒介。 94495.doc 200520848 3.如請求項“戈2之方法’其中該等槽結構由一呈液體狀態 存在之填充媒介所充填。 4_如請求項⑴任一項中之方法,其中所使用之一填充媒 "係在機械加工期fe1以一集成之固體狀態呈王見,特別地 在機械加工期間均係在正常溫度下。 5·如睛求項3及4之方法,其中該填充媒介在一溫度下被導 入該等槽結構内,而該溫度係顯著高於該正常溫度。 6·如請求項4或5之方法,其中該正常溫度係於約2。〇至12〇 C間之範圍中。 7. 如請求項4至6任一項中之方法,其中該填充溫度係於約$ °C至280它間之範圍中。 8. 如請求項17任一項中之方法,其中醇類、$及多元聚 醇類、脂肪酸、脂肪酸之飽和及未飽和醋類、或這些物 質之一混合物被使用。 9·如請求項1至8任-項中之方法,其中在以該填充媒介充 填A槽結構之如,該合成結構被排空且在真空下進行填 充步驟,特別地係在一殘留壓力約小於25〇 mbar之狀況 下。 10.如明求項9之方法,其中在該槽結構以該填充媒介所充填 之後,該板狀合成結構被再次導至正常壓力下,且該初 始呈液態之填充媒介的固化將較佳在正常壓力下發生。 如請求項1至10任一項中之方法,其中從該等槽結構除去 忒填充媒介係以該填充媒介處於一昇高之溫度狀態下進 行0 94495.doc 200520848 12·如請求項1至11任一項中之方丰 .^ ^ 万去,其中從該等槽結構移除 該填充媒介係藉由將該填充媒介溶解[溶劑中且視恭 要噴灑該填充媒介/溶劑之混合物而達成。 而 13 ·如請求項12且特別如請求項8 '貝《之方法,其中使用一醇或一 醚作為溶劑。 14 _如請求項1至13任一項中之方、、表 ^ , 弋方去,其中在該等微流體配置 於機械加工後被清理乾淨之前不會除去該填充媒介。 Μ.如請求項任-項中之方法,其中藉由沿著該等線進 行機械之加工,諸槽被導入該合成結構之中,其貫穿過 一板件’特別是指該包含該槽結構之板件,但並不貫 過另一板件。 貝 16 -種流體⑽之霧化器⑴),丨包括一喷嘴配置⑴以 化該流體(12), 其特徵在於: 該喷嘴配置⑴係根據前述請求項任_項方法所製造者。 17·如請求項16之霧化器’其中霧化係純粹以機械方式進 行,特別地不需推進氣體,較佳地係藉由彈簧力。 18.如請求項16或17之霧化器,其令該霧化器(ιι)包括—容器 (13) ’其較佳係為可更換的,且包含該流體(12),特別地 係為一液體。 19.如請求項18之霧化器,其中該容器(13)較佳地以—行程之 方式被移動以產生該霧位所需之壓力。 20·如請求項16至19任一項中之霧化器,其中該霧化器(^) 被成形為一吸入器,尤其是供醫療氣霧劑治療之用。 94495.doc
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