TWI709420B - 電漿氣霧吸入裝置及電漿液用於製造氣霧吸入劑之用途 - Google Patents

電漿氣霧吸入裝置及電漿液用於製造氣霧吸入劑之用途 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種電漿氣霧吸入裝置及電漿液用於製造吸入氣霧劑之用途，其將電漿所形成之各式自由基載於氣霧上，並藉由吸入方式遞送至呼吸道，以達到所欲之療效。

Description

電漿氣霧吸入裝置及電漿液用於製造氣霧吸入劑之用途
本發明係關於一種電漿氣霧吸入裝置及電漿液用於製造氣霧吸入劑之用途。
氣霧吸入治療是呼吸系統相關疾病的重要治療手段，其於臨床上已被廣泛應用於濕化呼吸道、緩解氣喘發作、減緩局部炎症、祛痰等相關治療。近年來，由於氣候變遷與空氣汙染，呼吸道疾病族群增加，故祛痰劑/化痰劑市場已快速擴張，其中為增進祛痰劑/化痰劑之投遞效率，將祛痰劑/化痰劑與氣霧吸入治療結合已成為常見的治療手段之一。
痰液於呼吸道中的不正常累積與許多呼吸道疾病有高度相關。例如，氣喘、囊性纖維化及慢性阻塞性肺疾等呼吸道疾病，往往併發大量濃稠痰液積累於呼吸道中，甚而進一步造成氣道阻塞。濃稠的痰液累積除了不利於氣管中纖毛的清除作用，造成呼吸困難，其亦與慢性發炎、二次感染有高度相關。為避免濃稠痰液的累積，不同的祛痰劑 /化痰劑常被用於降低痰液黏度，以利由自體纖毛排出或利用導管以外力排出。
現今所用的祛痰劑主要是藉由濕潤作用、降解痰液內分子(如黏蛋白、DNA、肌動蛋白微絲)、或誘發咳嗽反應，以清除呼吸道內所累積痰液。例如，現有的Mucin EX、Robitussin AC、Robitussin DAC等祛痰劑商品均是利用有效化學成分如Guaifenesin，或是N-acetylcysteine降解黏蛋白，以達到稀化濃稠痰液目的，讓痰液易於排出呼吸道。然而，習知祛痰劑除了成本較高外，更有已知部分藥品會誘發細胞毒性或產生不預期的生理反應(如氣喘發作)，因而造成因治療產生的藥物副作用。
有鑑於現有的祛痰劑大多以化學藥物、生物酵素為基礎，目前亟需發展一種無需加入任何化學藥物或生物酵素之新式療法，以應用於呼吸道相關疾病，避免習知使用化學藥物或生物酵素等而產生副作用。
本發明之一目的在於提供一種適用於呼吸道之新式療法，其可將電漿所產生的各式自由基(如Reactive oxygen species,ROS；Reactive nitrogen species,RNS等)載於氣霧中，再以吸入方式，將載有ROS/RNS等作用因子之氣霧遞送至呼吸道中，進而透過電漿所產生的自由基啟動治療機制，達到所需療效，因而無需加入化學藥物或生物酵素等。
為達上述目的，本發明提供一種將電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法，其包括：利用一電漿產生單元，將一液體(如水液)電漿處理成一電漿液(如電漿水)；利用一霧化模組，將該電漿液霧化成一電漿氣霧(如電漿水氣霧)；以及藉由口及/或鼻，將該電漿氣霧吸入呼吸道中。此外，本發明更提供另一種將電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法，其包括：利用一霧化模組，將一液體(如水液)霧化成一氣霧(如水氣霧)；利用一電漿處理模組，將該氣霧電漿處理成一電漿氣霧(如電漿水氣霧)；以及藉由口及/或鼻，將該電漿氣霧吸入呼吸道中。
為將電漿氣霧傳遞至呼吸道，本發明更提供一種電漿氣霧吸入裝置，其包括：一電漿處理模組，其具有一處理腔及一電漿產生單元，該處理腔係用以容置一液體，且該電漿產生單元所形成之一電漿係作用至該處理腔中之該液體，以形成一電漿液；一霧化模組，其與該電漿處理模組相連通，該霧化模組係用以將該電漿處理模組輸出之該電漿液霧化成一電漿氣霧；以及一吸入件，其與該霧化模組相連通，並具有一鼻吸入口及一嘴吸入口之至少一者，該霧化模組所輸出之該電漿氣霧係藉由該鼻吸入口及該嘴吸入口之至少一者傳遞至呼吸道。或者，本發明亦提供另一種電漿氣霧吸入裝置，其包括：一霧化模組，其用以將一液體霧化成一氣霧；一電漿處理模組，其具有一處理腔及一電漿產生單元，該處理腔與該霧化模組相連通，用以容置自該霧化模組輸出之該氣霧，且該電漿產生單元所形成之一電漿係作用至該處理腔中之該氣霧，以形成一電漿氣霧；以及一吸入件，其與該電漿處理模組相連通，並具 有一鼻吸入口及一嘴吸入口中之至少一者，該電漿處理模組所輸出之該電漿氣霧係藉由該鼻吸入口及該嘴吸入口之至少一者傳遞至呼吸道。
本發明已進一步證實，電漿氣霧可用於治療呼吸道相關疾病(如祛痰/化痰)。例如，本發明一較佳具體實施例係利用電漿水氣霧中的自由基，作用於痰液上，以達到分散並稀化痰液之效果。因此，本發明更提供一種稀化痰液之方法，其包括下述步驟：遞送一有效量之電漿氣霧至一所需個體之呼吸道。此外，本發明更提供一種電漿液用於製造一氣霧吸入劑之用途，其使用電漿液作為氣霧吸入劑之成分，使電漿液霧化而成之電漿氣霧可透過吸入方式，遞送至呼吸道，達到所需之療效。
據此，本發明可利用氣霧，以攜載電漿所形成之自由基，進而可藉由吸入方式，使電漿所產生的自由基僅沉降於呼吸道區域，以降低對其他組織器官的可能影響。由於氣霧中的自由基會於空氣中自行降解，故不會有過量累積的問題。
於本發明中，該吸入件可為一鼻部面罩、一嘴部面罩、一口鼻罩、一鼻用導嘴或一口用導嘴。在此，該鼻部面罩具有鼻吸入口，以供使用者可藉由鼻，將電漿氣霧吸入呼吸道中；該嘴部面罩具有嘴吸入口，以供使用者可藉由口，將電漿氣霧吸入呼吸道中；該口鼻罩具有嘴吸入口及鼻吸入口，以供使用者可藉由口鼻，將電漿氣霧吸入呼吸道中；該鼻用導嘴可供使用者插入鼻內，其具有鼻吸入口，藉此使用者可經由鼻腔吸入電漿氣霧；該口用導嘴可供使用者插入口中，其具有嘴吸入口，藉此使用者可經由口部吸入電漿氣霧。
於本發明中，該電漿產生單元可使用空氣及氧氣作為反應氣體，以產生電漿，而該霧化模組可具有20μm以下之霧化孔徑，以形成氣霧尺寸約20μm以下之電漿氣霧。較佳為，該霧化模組具有10μm以下之霧化孔徑，以形成氣霧尺寸約10μm以下之電漿氣霧，達到較佳的肺部沉降效果。更佳為，該霧化模組具有5μm以下之霧化孔徑，以形成氣霧尺寸約5μm以下之電漿氣霧。據此，可藉由氣霧大小的調整(如氣霧直徑範圍可調整為1~20μm，較佳為1~10μm，更佳為1~5μm)，以優化遞送至呼吸道之效果。
100、200:電漿氣霧吸入裝置
10、40:電漿處理模組
11、41:處理腔
13、43:電漿產生單元
20、30:霧化模組
50、60:吸入件
L:液體
L’:電漿液
P:電漿
G:電漿氣霧
G’:氣霧
圖1為本發明一具體實施例之電漿氣霧吸入裝置方塊圖。
圖2為本發明一具體實施例之電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法流程圖。
圖3為本發明另一具體實施例之電漿氣霧吸入裝置方塊圖。
圖4為本發明另一具體實施例之電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法流程圖。
圖5為人工痰液(30mg/ml黏蛋白)於控制組(去離子水)及實驗組(電漿水氣霧)中之微流變特性分析結果圖。
圖6為不同黏稠度之人工痰液(30mg/ml、60mg/ml)於控制組(去離子水)及實驗組(電漿水氣霧)中之微流變特性分析結果圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
[實施例1]
請參考圖1，本發明一具體實施例之電漿氣霧吸入裝置方塊圖。如圖1所示，本具體實施例之電漿氣霧吸入裝置100包括：一電漿處理模組10，其具有一處理腔11及一電漿產生單元13，該處理腔11係用以容置一液體L，且該電漿產生單元13所形成之一電漿P係作用至該處理腔11中之該液體L，以形成一電漿液L’；一霧化模組30，其與該電漿處理模組10之處理腔11相連通，該霧化模組30係用以將處理腔11輸出之該電漿液L’霧化成一電漿氣霧G；以及一吸入件50，其與該霧化模組30相連通，該霧化模組30所輸出之該電漿氣霧G係藉由該吸入件50傳遞至呼吸道。
於本具體實施例中，該液體L係採用去離子水，其電漿處理後所形成之電漿液L’為電漿水，隨後進行霧化所形成之電漿氣霧G為直徑約1~10μm之電漿水氣霧。在此，該電漿產生單元13包含一內徑3mm、外徑5mm的石英管，其內有一直徑1mm、長20mm的白金電極，且兩種不同的低壓氣體，即壓縮空氣(21% O2+79% N2)及氧氣(99.99% O2)，以2.5slm(standard litter pet minute)通入石英管中。白金電極接上一頻率為20kHz，電壓為3~4kV的交流電訊號，用以產生低 壓電漿。石英管前段以一內徑5mm、外徑8mm之陶瓷管包覆，以避免產生電弧。
據此，如圖2所示之方法流程圖，本具體實施例提供一種電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法，其可藉由下述步驟，使電漿氣霧作用於呼吸道中。下述步驟說明請一併同時參考圖1所示之電漿氣霧吸入裝置100方塊圖。
步驟S1：利用電漿產生單元13，將液體L電漿處理成電漿液L’。在此，將石英管浸入100ml去離子水(即液體L)中約40mm深，進行電漿處理約10分鐘，即可形成電漿水(即電漿液L’)。
步驟S2：利用霧化模組30，將電漿液L’霧化成電漿氣霧G。為使電漿水(電漿液L’)可傳遞至呼吸道，該霧化模組30之霧化孔徑為10μm以下，以使霧化成之電漿水氣霧(即電漿氣霧G)具有1~10μm氣霧尺寸。
步驟S3：藉由口及/或鼻，將電漿氣霧G吸入呼吸道中。在此，可使用吸入件50，以吸入的方式，將電漿水氣霧(即電漿氣霧G)遞送至呼吸道中。吸入件50可具有一鼻吸入口及一嘴吸入口之至少一者，其舉例可為一鼻部面罩、一嘴部面罩、一口鼻罩、一鼻用導嘴或一口用導嘴。
[實施例2]
請參考圖3，本發明另一具體實施例之電漿氣霧吸入裝置方塊圖。如圖3所示，本具體實施例之電漿氣霧吸入裝置200包括：一霧化模組20，其用以將一液體L霧化成一氣霧G’；一電漿處理模組40，其 具有一處理腔41及一電漿產生單元43，該處理腔41與該霧化模組20相連通，用以容置自該霧化模組20輸出之該氣霧G’，且該電漿產生單元43所形成之一電漿P係作用至該處理腔41中之該氣霧G’，以形成一電漿氣霧G；以及一吸入件60，其與該霧化模組40之處理腔41相連通，該處理腔41所輸出之該電漿氣霧G係藉由該吸入件60傳遞至呼吸道。
據此，如圖4所示之方法流程圖，本具體實施例提供另一種電漿氣霧傳遞至呼吸道之方法，其可藉由下述步驟，使電漿氣霧作用於呼吸道中。下述步驟說明請一併同時參考圖3所示之電漿氣霧吸入裝置200方塊圖。
步驟S1：利用霧化模組20，將液體L霧化成氣霧G’。該霧化模組20之霧化孔徑20μm以下，以使霧化成之水氣霧(即氣霧G’)1~20μm氣霧尺寸，以利於後續形成之電漿氣霧G得以遞送至呼吸道中。
步驟S2：利用電漿處理模組40，將氣霧G’電漿處理成電漿氣霧G。霧化後所產生之水氣霧(即氣霧G’)經由如上述之低溫電漿處理後，可使電漿所產生的各式自由基(ROS/RNS)載於水氣霧中，以形成電漿水氣霧(即電漿氣霧G)。
步驟S3：藉由口及/或鼻，將電漿氣霧G吸入呼吸道中。此步驟與實施例1中所述相同，故不再贅述。
[測試例]
入工痰液以不同濃度之純化mucin蛋白(10mg/ml~60mg/ml)溶於生理食鹽水中，模擬在不同健康條件下呼吸道中的痰液濃度。將上述方法所形成之水氣霧(直徑為1~20μm)直接加於人工痰液 上。痰液的微觀黏彈特性(viscous-elastic properties)以多點粒子巡跡方法(multiple-particle tracking)分析。如圖5及圖6所示，相較於實驗控制組(去離子水)，加入電漿水氣霧的實驗組別中，粒子的平均平方位移(mean squared displacement)於觀測時間(lag time)的變化率明顯高於控制組。此結果顯示電漿水氣霧可有效降低痰液黏度。
據此，本發明已證實電漿氣霧可用於稀化痰液，因此，於實際應用上，可將電漿液作為氣霧吸入劑之成分，使電漿液霧化而成之電漿氣霧可經由吸入方式遞送至呼吸道，以分散並稀化痰液。更具體地說，本發明利用電漿水氣霧所帶有的各式自由基(ROS/RNS)，與痰液中的黏蛋白、DNA分子及肌動蛋白微絲作用，降解痰液中的生物長鏈聚合分子，以達到痰液稀化目的。

Claims (11)

  1. 一種電漿氣霧吸入裝置，其包括：一電漿處理模組，其具有一處理腔及一電漿產生單元，該處理腔係用以容置一液體，且該電漿產生單元所形成之一電漿係作用至該處理腔中之該液體，以形成一電漿液；一霧化模組，其與該電漿處理模組相連通，該霧化模組係用以將該電漿處理模組輸出之該電漿液霧化成一電漿氣霧；以及一吸入件，其與該霧化模組相連通，並具有一鼻吸入口及一嘴吸入口之至少一者，該霧化模組所輸出之該電漿氣霧係藉由該鼻吸入口及該嘴吸入口之至少一者傳遞至呼吸道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電漿氣霧吸入裝置，其中，該液體為水液，該電漿液為電漿水，且該電漿氣霧為電漿水氣霧。
  3. 一種電漿氣霧吸入裝置，其包括：一霧化模組，其用以將一液體霧化成一氣霧；一電漿處理模組，其具有一處理腔及一電漿產生單元，該處理腔與該霧化模組相連通，用以容置自該霧化模組輸出之該氣霧，且該電漿產生單元所形成之一電漿係作用至該處理腔中之該氣霧，以形成一電漿氣霧；以及一吸入件，其與該電漿處理模組相連通，並具有一鼻吸入口及一嘴吸入口中之至少一者，該電漿處理模組所輸出之該電漿氣霧係藉由該鼻吸入口及該嘴吸入口之至少一者傳遞至呼吸道。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電漿氣霧吸入裝置，其中，該液體為水液，該氣霧為水氣霧，且該電漿氣霧為電漿水氣霧。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之電漿氣霧吸入裝置，其中，該吸入件為一鼻部面罩、一嘴部面罩、一口鼻罩、一鼻用導嘴或一口用導嘴。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之電漿氣霧吸入裝置，其中，該電漿產生單元係使用空氣及氧氣作為反應氣體，以產生該電漿。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之電漿氣霧吸入裝置，其中，該霧化模組具有20μm以下之霧化孔徑。
  8. 一種電漿液用於製造一稀化痰液之吸入劑之用途，其中，該電漿液係經過電漿處理之液體，且該電漿液經由霧化而形成一電漿氣霧。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用途，其中，該電漿液為水液經電漿處理後所形成之電漿水。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之用途，其中，該電漿氣霧係用於稀化痰液。
  11. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述之用途，其中，該電漿氣霧之氣霧尺寸為20μm以下。
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