TW201427733A - 有效控制超微細霧化顆粒輸出的醫療微網片霧化器 - Google Patents

Abstract

一種有效控制超微細霧化顆粒輸出的醫療微網片霧化器，主要特徵是在盛藥容器之噴霧模組的前方設置一篩選器，當噴霧模組將藥液噴出形成霧化氣體時，使該噴出的霧化氣體再次撞擊該篩選器而產生更微細的霧化氣體顆粒(約5μm以下)，讓病患更容易吸收藥劑；此外，本霧化器還可以在盛藥容器設置藥液循環回流系統，藉以可自動地將霧化氣體顆粒落下後集中形成的藥液吸回至盛藥容器內再噴霧輸出，使病患接受足夠藥量治療，大幅減低藥劑浪費，減少多餘藥液丟棄於外界時對環境所造成的藥害汙染。

Description

有效控制超微細霧化顆粒輸出的醫療微網片霧化器

本創作涉及胸腔噴霧吸入治療的醫療應用領域。

在胸腔吸入治療的醫療應用上，係採用霧化器將液體藥劑霧化成包含無數微細顆粒的類似氣體狀態(以下稱「氣霧」)，且氣霧顆粒大小必須小於5μm才能被肺部支氣管吸收。由於氣霧輸出的顆粒大小呈平均分佈狀態，而有效的胸腔吸入治療要求氣霧輸出必須有50%以上比例是小於5μm的顆粒分子；但目前已知的醫療微網片霧化器在醫療上不能夠有效篩選出合格的氣霧顆粒輸出給病患，亦即合格與不合格的藥霧會一起輸出，其合格的顆粒分子比例不明，無法精確控制醫囑之用藥量。

此外，習知的胸腔吸入治療用之霧化器在將藥液噴出後，除了部分氣霧被人體吸收外，其他部分氣霧則只能隨處飄散，不僅浪費醫療資源，且造成環境污染，健康的人體吸收了該氣霧藥劑後會殘留在體內造成不良影響。

美國專利6629646號係揭露一種響應電信號以產生噴射液滴的流體噴射裝置，其包括一個在表面設有一個或多個錐形孔的振盪器，每個孔具有第一和第二開口，且第一開口大於第二開口；其第一開口用來接觸要噴射的流體的表面張力；與錐形孔壁相互作用的流體則形成在壓縮和解壓縮之間循環，使得流體從該大開口被牽引而從小開口噴出。該裝置包括一個流體供給噴嘴，用以將流體輸送至該孔的大開口；一排出閥則控制流體的供給。一電子波發生器在錐形孔表面誘導振盪。該裝置用於流體的霧化與噴射。

美國專利6863224號則揭露一種液體噴霧裝置，其具有貯存藥 液之瓶罐部；利用音波振動器可將瓶罐部之藥液供給到前端部；該前端部則頂接具有多個微細孔而且與音波振動器的篩孔構件。其中的瓶罐部包含有大容量部份，以及經由開口與該大容量部份連通且相對於音波振動器之小容量部份所構成。該小容量部份形成為液體在音波振動器之前端部及篩孔構件之間的接觸部近旁接觸。藉此，其主要訴求在於不必另外設置藥液之給液裝置，使得可以在低成本的條件下提高可靠度、耐久性與整理保養。

德國專利102009001867號係揭露一種使用於病人的藥液噴霧器，其具有一個用來提供振動能量的驅動單元；一聚合物層，其包含有分佈在一驅動器底座用以接收振動能量來產生流體滴液之複數開口；一錐形的金屬能量傳導體被連該聚合物層，並且包含有與聚合物層之開口相對應位置上的開口部；一與該傳導體連接並能產生振動能量的環形振動源(例如超音波振動器)。其藉由環形振動源作動時產生振動，將附著於聚合物層上的藥液振盪而出形成氣體化的微細顆粒。

綜觀前述之先前專利或其他習知相關胸腔吸入治療用噴霧器的技藝，不管是使合金材質之篩孔構件(或稱微網片)固定不動，利用超音波元件震動將液體擠壓出篩孔構件產生氣霧(如美國專利6，6863，224)。或是使超音波震動元件結合能量傳動金屬環(合稱噴霧模組)與合金材質微網片一起震動，進而將液體擠壓出微網片產生氣霧(如美國專利6，629，646)。還是使超音波震動元件結合能量傳動金屬環(合稱噴霧模組)與塑膠高分子材質微網片一起震動，而將液體擠壓出微網片產生氣霧(如德國10 2009 001 867)。此些形式的霧化器所產生的氣霧顆粒大小，部分需遷就於微網片孔徑的大小與網孔形狀，致使噴霧模組輸出的氣霧顆粒大小，由0.5μm到50μ m之間呈隨機分佈。然而，醫療用的胸腔噴霧吸入治療要求標準則是小於5μm以下的氣霧顆粒必須佔總體氣霧輸出比例的50%以上；因此，前述已知的先前專利對醫療用胸腔噴霧吸入治療領域有以下缺點：

a.為了得到小於5μm的氣霧顆粒，微網片的網孔直徑必須小於或等於5μm以下，但此類微網片的製作成本極高，且輸出小於5μm的氣霧分子比例也不一定符合50%以上。

b.相較於小於5μm以下的氣霧顆粒可被病患吸入，其他大於5μm以上的氣霧顆粒無法被病患吸收於肺部支氣管，只是化成藥水浪費掉。這個現象導致醫生處方籤開出的用藥量必須加倍才能抵消不被吸收的大顆粒氣霧輸出，十分浪費醫療資源；或是病患真正吸入胸腔治療的用藥量不足以治療疾病。

c.大於5μm以上無法被病患吸收的氣霧顆粒，部分逸散於空氣中，部分則化成藥水後丟棄，造成藥物汙染空氣與水源的二次環境汙染。

本發明的其中一目的，在於解決習知用於胸腔吸入治療領域之噴霧器，其用來產生直徑5μm以下的微網片之網孔，必須採用極精密的製造技術才能達成，以致於製造成本極高，直接抬升噴霧器價格的問題。

本發明的另一目的，在於解決習知用於胸腔吸入治療領域之噴霧器，其產生的直徑大於5μm以上無法被病患吸收的氣霧顆粒會直接化成藥水浪費掉；致使用藥量必須加倍才能抵消不被吸收的大顆粒氣霧輸出，或是病患真正吸入胸腔治療的用藥量不足以治療疾病的問題。

本發明的再一目的，在於解決習知用於胸腔吸入治療領域之噴霧器，其所噴出之大於5μm以上無法被病患吸收的氣霧顆粒，部分逸散於空氣中，部分則化成藥水後丟棄，造成藥物汙染空氣與水源的二次環境汙染的問題。

基於前述，本案發明人專注於胸腔噴霧吸入治療醫療的領域應用，提供一種包含有篩選器(particle sorter)、藥液循環回流系統與噴霧模組的霧化器。其主要特徵，是在盛藥容器之噴霧模組的前方設置一篩選器，當噴霧模組將藥液噴出形成霧化氣體時，使該噴出的霧化氣體再次撞擊該篩選器而產生更微細的合格霧化氣體顆粒(約5μm以下)，讓病患更容易吸收藥劑，達成醫師藥物處方用量有效輸出，減少藥量浪費。

本發明在霧化器設置的所述藥液循環回流系統，係將噴出藥液容器後的霧化氣體撞擊篩選器，而再化成的藥液累積於噴霧模組之微網片外側，再利用虹吸原理將該累積的藥水自動輸送回藥液容器內重新噴霧，並可多次循環噴霧及回流不間斷，直到藥液容器內的藥水用完為止。

本發明的主要技術手段，係包含一具有盛藥空間及藥液出口的盛藥容器，與一設於該藥液出口並電性連接動力源的噴霧模組，所述藥液通過該藥液出口接觸作動中的所述噴霧模組時，被該噴霧模組產生的高速振動撞擊而形成無數微小顆粒的霧化氣體而噴出；本發明在盛藥容器位於該噴霧模組的霧化氣體噴出方向設置一與該噴霧模組具有一距離並且可阻擋該噴出之霧化氣體的篩選器，使該噴出的霧化氣體再次撞擊該篩選器後產生更微細的霧化氣體顆粒。

本發明設於盛藥容器的藥液循環回流系統，包含有一連接該盛藥容器的收集容器，該收集容器具有一最低位置，鄰接該最低位置的盛藥容器設有一第一開口，且該盛藥容器高於該第一開口的位置設有一連通該盛藥空間的第二開口，該第一開口與第二開口密閉地連接一導管，藉以在該藥液出口與該第一開口被藥液封閉，且該盛藥空間產生負壓力時形成虹吸作用，進而自動地將集中於該最低位置的藥液抽吸進入該盛藥空間。

為了使被篩選器隔離下來的大直徑氣霧分子有效被收集起來回收，以及方便使用者對準鼻部噴霧，本發明在所述收集容器設有一軸向對應該篩選器且呈傾斜的氣霧導出管，藉由該氣霧導出管的傾斜面，使氣霧化成的藥液得以被導引回流至收集容器的最低位置。

依據所需要噴出之藥液顆粒直徑的大小，本發明可以選擇該篩選器是一種板體，該板體朝向噴霧模組的一表面可以是平面、凹面或凸面。 該平面、凹面或凸面的表面可以設置複數適當大小的凹孔或凸粒。該篩選器的面積可以大於或小於所對應之噴霧模組的面積。並且能在製造本霧化器的程序中，調整篩選器與噴霧模組的距離；例如，使板體之表面與噴霧模組的距離大於或小於該板體的直徑。

1‧‧‧盛藥容器

10‧‧‧盛藥空間

10A‧‧‧下空間

101‧‧‧底面

11‧‧‧注藥口

12‧‧‧藥液出口

13‧‧‧藥液回流系統

131‧‧‧收集容器

132‧‧‧氣霧導出管

133‧‧‧最低位置

134‧‧‧第一開口

135‧‧‧第二開口

136‧‧‧導管

2‧‧‧噴霧模組

21‧‧‧微網片

22‧‧‧超音波振盪器

3‧‧‧篩選器

31‧‧‧表面

32‧‧‧凹孔

33‧‧‧凸粒

34‧‧‧腳架

4‧‧‧電力源

L‧‧‧藥液

R‧‧‧大顆粒氣霧分子

F‧‧‧微細顆粒氣霧分子

第一圖係顯示本發明霧化器結構之前視平面剖視圖。

第二圖係顯示本發明霧化器外觀結構之側視平面視圖。

第三圖係顯示本發明之噴霧模組噴出氣霧後，利用篩選器將氣霧再分解成更微小顆粒之實施例局部平面示意圖。

第四圖係顯示本發明霧化器設有藥液回流系統之前視平面剖視圖。

第五圖係顯示本發明之藥液回流系統將位於收集容器最低位置之藥液抽吸回流至盛藥容器內之實施例局部平面示意圖。

第六圖係顯示本發明之篩選器為一平板之實施例示意圖。

第七圖係顯示本發明之篩選器為具有內凹弧面之板體之實施例示意圖。

第八圖係顯示本發明之篩選器為具有凸出弧面之板體之實施例示意圖。

第九圖係顯示本發明之篩選器在朝向噴霧模組的一表面設有複數凹孔之實施例局部平面剖視圖。

第十圖係顯示本發明之篩選器在朝向噴霧模組的一表面設有複數凸粒之實施例局部平面剖視圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如第一圖與第二圖所示，本發明提供的霧化器，是一種用於胸腔吸入治療的醫療用噴霧裝置，其包含有一盛藥容器1與一連接在盛藥容器1下方的動力源4；盛藥容器1具有一位於上方的盛藥空間10，以及位於下方用以連通動力源4的下空間10A；盛藥空間10的底面101為一斜面，在接近底面101的盛藥容器1側壁設置一適當直徑的藥液出口12，以及在盛藥容器1的上端設置一注藥口11；本霧化器在生產製程中，係經由注藥 口11將藥液注入盛藥空間10內，然後以密封塞(圖中未顯示)封住注藥口11，避免藥液滲出盛藥容器1。

盛藥容器1之藥液出口12設置有一噴霧模組2，該噴霧模組2是一種用來將盛藥空間10中之藥液噴出並產生霧化氣體形態(即氣霧)的模組化裝置，其屬於習知的技藝；例如，此噴霧模組2可以是如美國專利6629646號所揭露的在表面設有一個或多個錐形孔的振盪器；也可以是如美國專利6863224號所揭露的包含音波振動器與篩孔構件；或是如德國專利102009001867號所揭露之具有一個用來提供振動能量的驅動單元與一聚合物層。如第一圖所示，在本發明的實施例中，此噴霧模組2包含有一環形的超音波振盪器22，並在該超音波振盪器22的環形中間孔連接設置一具有複數微小洞孔的微網片21；藉此，當超音波振盪器22作動時，可以驅動微網片21在超音波振盪器22的軸向產生高速振動。

設在盛藥容器1下方的電力源4，基本上是一種內部為電池室並設置有相關電路板(圖中未顯示)的殼體，該電力源4的部分元件可以被容納於盛藥容器1的下空間10A中；電池室內提供安裝電池之用，所述電路板則與噴霧裝置2的超音波振盪器22以導電線電性連接，因此，可以由電池提供超音波振盪器22作動所需要的電力。

再如第一圖所示，本發明進一步在盛藥容器1位於噴霧模組2的霧化氣體噴出方向設置有一與該噴霧模組2具有一距離並且可阻擋噴出之霧化氣體的篩選器3，使噴出的霧化氣體再次撞擊篩選器3後產生更微細的霧化氣體顆粒。在本發明的實施例，所述篩選器3是一種板體，該板體朝向噴霧模組的一表面31可以是平面(如第六圖所示)，也可以是凹面(如第七圖所示)，或是將表面31設為凸面(如第八圖所示)。該平面、凹面或凸面的表面31可以設置複數適當大小的凹孔32(如第九圖所示)，或是在表面31上設置複數凸粒33(如第十圖所示)。所述表面31的面積，所述凹面或凸面的弧度、凹孔32或凸粒33的數量與大小，篩選器3與噴霧模組2之間的距離，則是可以依噴出氣霧顆粒的大小而調整的，例如，使板體之表面與噴霧模組的距離大於、等於或小於該板體的直徑；其調整程序係在此霧化器於工廠製造時即予設定完成，消費者無法自行改變設定的規格。所述篩選 器3設置在噴霧模組2之氣霧噴出方向的方式，可以在篩選器3的周邊設置複數腳架34，再將腳架34的端部固定盛藥容器1之外側壁或其他元件。

如第三圖所示，本霧化器藉由前述的篩選器3，當盛藥空間10內盛裝了藥液L時，藥液L會沿著底面101流至藥液出口12而接觸微網片21，但因為微網片21上之複數微小網孔孔徑甚小，以致於藥液L的表面張力會將網孔塞住而無法通過網孔；此時，當噴霧單元2被啟動而使超音波振盪器22作動時，微網片21會被超音波振盪器22牽動而產生軸向高速振動，進而將頂住微網片21之網孔的藥液L推出網孔而產生大顆粒氣霧分子R，大顆粒氣霧分子R撞擊到篩選器3後則會分裂成更細小的微細顆粒氣霧分子F，此微細顆粒氣霧分子F會從篩選器3的周邊飄出，以提供使用者進行吸入式治療。

藉由前述噴霧模組2配合篩選器3的設置，微網片21的網孔直徑便可以較低廉的成本製造成大於5μm，使得噴出的大顆粒氣霧分子R的直徑亦大於5μm，再使5μm以上的大顆粒氣霧分子R撞擊到篩選器3後分裂成直徑為5μm以下的微細顆粒氣霧分子F，使得整個霧化器的製造成本得以降低。

如第四圖所示，本發明甚至可以進一步在此霧化器設置用來將氣霧化成藥液後進行回收的藥液回流系統13，以避免藥液浪費及造成二次環境污染。所述藥液回流系統13包含有一收集容器131、一設於盛藥容器1接近下端的外側壁的第一開口134，以及設於接近盛藥空間10上端之內側壁的第二開口135，第一開口134與第二開口135之間以一導管136連接並相通，且導管136兩端分別與第一開口134及第二開口135形成密封；所述導管136可以隱藏地設在盛藥容器1的側壁內部預留的通道，並且繞開藥液出口12。所述收集容器131係連接於盛藥容器1，並且具有一傾斜的氣霧導出管132，該傾斜的氣霧導出管132之低端係對應於篩選器3與噴霧模組2的位置；收集容器131還具有一最低位置133，且該最低位置133鄰接且連通所述第一開口134。在此實施例中，設於篩選器3的各腳架34端部可以被固定在收集容器13的內部，以使篩選器3對應噴霧模組2之噴出氣霧方向的位置。

如第五圖所示，藉由此結構，當盛藥空間10內盛裝了藥液L時，藥液L會沿著底面101流至藥液出口12而接觸微網片21，但因為微網片21上之複數微小網孔孔徑甚小，以致於藥液L的表面張力會將網孔塞住而無法通過網孔；此時，當噴霧單元2被啟動而使超音波振盪器22作動時，微網片21會被超音波振盪器22牽動而產生軸向高速振動，進而將頂住微網片21之網孔的藥液L推出網孔而產生大顆粒氣霧分子R，大顆粒氣霧分子R撞擊到篩選器3後則會分裂成更細小的微細顆粒氣霧分子F，此微細顆粒氣霧分子F會從篩選器3的周邊飄出，以提供使用者進行吸入式治療。部分大顆粒氣霧分子R與微細顆粒氣霧分子F則會落入最低位置133成化藥液，氣霧導出管132內的部分微細氣霧分子F也會落於傾斜的氣霧導出管132內徑化成藥液，再沿著斜面流下至最低位置133，最低位置133內的藥液則會堵住第一開口134，致使盛藥空間10、第二開口135與導管136的通路無法產生對流而在盛藥空間10形成負壓力，進而產生虹吸作用，使得最低位置133內的藥液L可以通過第一開口134、導管136與第二開口135進入盛藥空間10內；換言之，原本已被噴出成氣霧但未被吸收的藥液可以被回收重複再噴霧使用，藉此避免了藥液的浪費，也避免了對環境造成二次污染。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1‧‧‧盛藥容器

10‧‧‧盛藥空間

101‧‧‧底面

11‧‧‧注藥口

12‧‧‧藥液出口

13‧‧‧藥液回流系統

131‧‧‧收集容器

132‧‧‧氣霧導出管

133‧‧‧最低位置

134‧‧‧第一開口

135‧‧‧第二開口

136‧‧‧導管

2‧‧‧噴霧模組

21‧‧‧微網片

22‧‧‧超音波振盪器

3‧‧‧篩選器

31‧‧‧表面

32‧‧‧凹孔

33‧‧‧凸粒

34‧‧‧腳架

4‧‧‧電力源

L‧‧‧藥液

R‧‧‧大顆粒氣霧分子

F‧‧‧微細顆粒氣霧分子

Claims (11)

1. 一種有效控制超微細霧化顆粒輸出的醫療微網片霧化器，包含有一具有盛藥空間及藥液出口的盛藥容器，與一設於該藥液出口並電性連接動力源的噴霧模組，所述藥液通過該藥液出口接觸作動中的所述噴霧模組時，被該噴霧模組產生的高速振動撞擊而形成無數微小顆粒的霧化氣體而噴出，其特徵在於：該盛藥容器位於該噴霧模組的霧化氣體噴出方向設置有一與該噴霧模組具有一距離並且可阻擋該噴出之霧化氣體的篩選器，使該噴出的霧化氣體再次撞擊該篩選器後產生更微細的霧化氣體顆粒。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之霧化器，其中，所述盛藥容器設有一藥液循環回流系統，該藥液循環回流系統可自動地將該霧化氣體顆粒落下後集中形成藥液並回收至該盛藥容器內。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之霧化器，其中，所述藥液循環回流系統包含有一連接該盛藥容器的收集容器，該收集容器具有一最低位置，鄰接該最低位置的盛藥容器設有一第一開口，且該盛藥容器高於該第一開口的位置設有一連通該盛藥空間的第二開口，該第一開口與第二開口密閉地連接一導管，藉以在該藥液出口與該第一開口被藥液封閉，且該盛藥空間產生負壓力時形成虹吸作用，進而自動地將集中於該最低位置的藥液抽吸進入該盛藥空間。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之霧化器，其中，所述收集容器設有一軸向對應該篩選器且呈傾斜的氣霧導出管。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之霧化器，其中，所述篩選器為一板體，該板體朝向該噴霧模組的一表面為平面、凹面或凸面。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該篩選器的面積大於所對應之該噴霧模組的面積。
7. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該篩選器的面積小於所對應之該噴霧模組的面積。
8. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該板體朝向該噴霧模組的一表面設有複數凹孔。
9. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該板體朝向該噴霧模組的一表面設有複數凸粒。
10. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該板體之所述表面與該噴霧模組的距離大於該板體的直徑。
11. 依據申請專利範圍第5項所述之霧化器，其中，該板體之所述表面與該噴霧模組的距離小於該板體的直徑。