Ингалятор и способ изготовления ингалятора - RU2627380C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к ингалятору, который распыляет удерживаемую в нем жидкость на мелкие капли, например для ингаляции, с помощью пользователя, и способу его изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ингаляторы, или распылители, как они иногда называются, представляют собой устройства, которые генерируют мелкодисперсный спрей или аэрозоль из жидкости. В частности, полезным применением для ингаляторов является создание мелкодисперсного спрея, содержащего растворенный или суспендированный аэрозольный лекарственный препарат, для введения пациенту с помощью ингаляции.

Поскольку пациент должен ввести определенное количество лекарственного препарата, время процедуры будет определяться главным образом массовой скоростью потока аэрозоля, генерируемого ингалятором. В частности, для новых лекарственных средств, наподобие биологических препаратов, доза лекарственного средства может быть большой, что означает то, что время процедуры может доходить до нескольких часов для ингаляторов, которые имеются в продаже в настоящее время.

Однако так называемая технология плоской пластины или ингаляторы на основе действия пьезоэлемента-полости-сита, имеют потенциал обеспечения намного более высокой массовой скорости потока, чем обычные ингаляторы. В этих типах ингаляторов полость для жидкого лекарственного препарата создана с помощью ультразвукового трансдьюсера, образующего одну стенку и другую, противоположную стенку полости, содержащую апертурную или сетчатую стенку, содержащую множество пор или отверстий. При активации трансдьюсера создаются ультразвуковые волны давления в жидкости в полости, заставляя жидкость в полости проталкиваться через поры с возможностью образования мелких капель.

Однако, один значительный недостаток, связанный с этим типом ингалятора состоит в том, что массовая скорость потока, достигаемая ингалятором, очень чувствительна к расстоянию между трансдьюсером и сетчатой пластиной. Массовая скорость потока для конкретного ингалятора с технологией плоской пластины, как функция расстояния между трансдьюсером и сетчатой пластиной, показана на фиг.1. Таким образом, можно видеть, что массовая скорость потока уменьшается наполовину, когда расстояние (называемое как 'высота' на фиг.1) между трансдьюсером и сетчатой пластиной является 100 микрон (0,1 мм) от оптимального расстояния (0,7 мм).

Массовая скорость потока должна быть одной и той же для любого без исключения произведенного ингалятора. Таким образом, требование к допускам имеет место в отношении ингаляторов так, что 90% произведенных ингаляторов должны иметь массовую скорость потока в пределах 25% от проектной массовой скорости потока. Это требование может быть выполнено только в том случае, когда допуск на расстояние зазора является таким, чтобы стандартное отклонение от этого расстояния было порядка 10 микрон (0,01 мм).

Кроме того, поскольку пациент вводит лекарственное средство в его или ее легкие, необходимо обеспечить наблюдение за поддержанием чистоты ингалятора. Остаток от жидкостей, использованных в ингаляторе, может приводить к неисправности или может становиться потенциальной угрозой для здоровья. Более того, этот остаток впоследствии может засорять поры в сетчатой пластине, снижая выходные характеристики ингалятора. Для ингаляторов, общепринятых в настоящее время, рекомендуется, чтобы ингалятор очищался ежедневно путем промывания горячей мыльной водой 95°С. Это приводит к требованию для ингалятора быть способным выдерживать около 1800 этих очистительных циклов в течение его срока службы. Кроме того, внутренняя часть ингалятора должна быть легко доступна, хотя в то же время должно избегаться какое-либо ухудшение качества работы. Поэтому, другим желательным признаком ингалятора такого типа, который основан на действии пьезоэлемента-полости-сита, является возможность удаления, по меньшей мере, сетчатой пластины из ингалятора для очистки или замены.

Эти комбинированные требования нуждаются в дизайне ингалятора, который может быть изготовлен с очень малыми допусками, высокой стабильностью и, конечно, низкой стоимостью. Эти требования трудно удовлетворить с помощью обычных технологий изготовления, наподобие инжекционного формования.

В силу вышесказанного, имеется необходимость в альтернативном ингаляторе и способе его изготовления, который удовлетворяет этим требованиям.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения, обеспечивается ингалятор, содержащий первую пластину, выполненную с возможностью удерживания трансдьюсера; вторую пластину, имеющую в ней апертуру, при этом первая пластина размещена на первой стороне второй пластины таким образом, чтобы трансдьюсер был смежным к апертуре; и третью пластину, выполненную с возможностью удерживания сетчатой пластины, через которую может проходить жидкость для образования капель, при этом третья пластина размещена на второй стороне второй пластины, противоположной первой стороне, таким образом, чтобы сетчатая пластина была смежной к апертуре, при этом апертура, трансдьюсер и сетчатая пластина образуют полость для удерживания жидкости, подлежащей распылению. С помощью сборки ингалятора из множества пластин для образования полости, ингалятор может быть собран с очень малыми допусками, высокой стабильностью и низкой стоимостью.

В некоторых вариантах осуществления, толщина второй пластины, в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной. Поэтому, за счет управления толщиной второй пластины во время изготовления, расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной может быть установлено на желаемую величину для обеспечения эффективной работы ингалятора.

В предпочтительных вариантах осуществления, ингалятор дополнительно содержит слой фольги, размещенный между первой пластиной и второй пластиной для предотвращения контакта между трансдьюсером и жидкостью, подлежащей удерживанию в полости. Предпочтительно, что слой фольги представляет собой металлическую фольгу, поскольку металлические фольги поглощают мало механической энергии, обеспеченной трансдьюсером.

В этих вариантах осуществления, комбинированная толщина слоя фольги и толщина второй пластины, в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной. Таким образом, путем управления толщиной второй пластины и слоя фольги во время изготовления, расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной может быть установлено на желаемую величину для обеспечения эффективной работы ингалятора.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, вторая пластина является металлической. Металл является предпочтительным материалом для второй пластины, поскольку он относительно легок в изготовлении пластин в отношении требуемых допусков в ингаляторе. Еще более предпочтительно, что, по меньшей мере, вторая пластина выполнена из прокатанного листового металла. В предпочтительных вариантах осуществления, по меньшей мере, вторая пластина представляет собой прокатную листовую сталь, поскольку этот металл является дешевым, термически устойчивым и не будет подвергаться действию коррозии или износу через посредство контакта с жидкостью в полости.

Предпочтительно, что третья пластина и сетчатая пластина прикреплены с возможностью отсоединения ко второй пластине. Это позволяет обеспечивать удаление третьей пластины и сетчатой пластины для очистки или замены, а также позволяет доступ для очистки полости.

В некоторых вариантах осуществления, ингалятор дополнительно содержит резервуарную камеру для удерживания дополнительной жидкости, подлежащей распылению, при этом резервуарная камера связана с полостью через посредство питающего канала во второй пластине, который находится в жидкостном сообщении с первой апертурой во второй пластине и отверстием в первой пластине.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, часть нижнего края отверстия в первой пластине имеет зубчатый или пилообразный профиль, поскольку это помогает стимулировать отток жидкости из резервуарной камеры через отверстие и в полость.

В некоторых вариантах осуществления, вторая пластина дополнительно содержит вентиляционный канал для вентиляции полости.

Предпочтительно, что первая пластина и вторая пластина прикреплены с возможностью фиксации друг к другу, например, с использованием клеевого, адгезивного или любого другого типа связывающего материала или слоя. В предпочтительных вариантах осуществления, первая пластина и вторая пластина прикреплены с возможностью фиксации друг к другу с использованием адгезивного или связывающего слоя, при этом адгезивный или связывающий слой содержит разделительные частицы в нем для установки толщины адгезивного или связывающего слоя на заданной величине. В этих вариантах осуществления, толщина второй пластины и толщина адгезивного или связывающего слоя (как определено разделительными частицами) в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной.

В случае если ингалятор содержит слой фольги между первой пластиной и второй пластиной, слой фольги может быть прикреплен как к первой, так и ко второй пластинам с использованием соответствующего адгезивного или связывающего слоя, который содержит разделительные частицы. В этих вариантах осуществления, толщина второй пластины, слоя фольги и каждого, адгезивного или связывающего слоев (как определено разделительными частицами), в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения обеспечен способ изготовления ингалятора, способ, содержащий получение второй пластины, имеющей в ней апертуру; прикрепление первой пластины, которая выполнена с возможностью удержания трансдьюсера, к первой стороне второй пластины таким образом, чтобы трансдьюсер был смежным с апертурой; и прикрепление третьей пластины, которая выполнена с возможностью удержания сетчатой пластины, через которую может проходить жидкость для образования капель, ко второй стороне второй пластины, противоположной первой стороне, таким образом, чтобы сетчатая пластина была смежной к апертуре, при этом апертура, трансдьюсер и сетчатая пластина образуют полость для удерживания жидкости, подлежащей распылению.

В некоторых вариантах осуществления, этап получения второй пластины содержит получение второй пластины, имеющей заданную толщину, при этом толщина второй пластины, в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной. Это обеспечивает то, что расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной, которое должно быть установлено на желательную величину, обеспечивает эффективную работу ингалятора.

В предпочтительных вариантах осуществления, этап прикрепления первой пластины к первой стороне второй пластины содержит размещение слоя фольги между первой пластиной и второй пластиной для предотвращения контакта между трансдьюсером и жидкостью, которая должна удерживаться в полости. Предпочтительно, что слой фольги представляет собой металлическую фольгу, поскольку металлические фольги поглощают мало механической энергии, обеспечиваемой трансдьюсером.

В этих вариантах осуществления, комбинированная толщина слоя фольги и толщина второй пластины, в общем, определяют расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной. Это обеспечивает то, что расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной, которое должно быть установлено на желательную величину, обеспечивает эффективную работу ингалятора.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, вторая пластина является металлической. Металл является предпочтительным материалом для второй пластины, поскольку он относительно легок в изготовлении пластин в отношении требуемых допусков в ингаляторе. Еще более предпочтительно, что, по меньшей мере, вторая пластина выполнена из прокатанного листового металла. В предпочтительных вариантах осуществления, по меньшей мере, вторая пластина представляет собой нержавеющую сталь, поскольку этот металл является дешевым, термически устойчивым и не будет подвергаться действию коррозии или износу через посредство контакта с жидкостью в полости.

Предпочтительно, что этап прикрепления третьей пластины ко второй стороне второй пластины содержит прикрепление с возможностью съема третьей пластины ко второй пластине. Это позволяет обеспечивать удаление третьей пластины и сетчатой пластины для очистки или замены, а также позволяет доступ для очистки полости.

В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно содержи этапы: выполнения отверстия через первую пластину, образующего питающий канал во второй пластине, и прикрепления резервуарной камеры для удерживания дополнительной жидкости, подлежащей распылению, к первой пластине таким образом, чтобы резервуарная камера была связана с полостью через посредство питающего канала во второй пластине и отверстием в первой пластине.

Предпочтительно, что этап выполнения отверстия через первую пластину содержит выполнение отверстия таким образом, чтобы, по меньшей мере, часть нижнего края отверстия имела зубчатый или пилообразный профиль, поскольку это помогает стимулировать отток жидкости из резервуарной камеры через отверстие и в полость.

В некоторых вариантах осуществления, способ дополнительно содержит образование вентиляционного канала для вентиляции полости во второй пластине.

Предпочтительно, что этап прикрепления первой пластины ко второй пластине содержит прикрепление с возможностью фиксации первой и второй пластин друг к другу, например, с использованием клеевого, адгезивного или любого другого типа связывающего материала или слоя. В предпочтительных вариантах осуществления, этап прикрепления первой пластины и второй пластины содержит использование адгезивного или связывающего слоя, причем адгезивный или связывающий слой содержит разделительные частицы в нем для установки толщины адгезивного или связывающего слоя на заданной величине. В этих вариантах осуществления, толщина второй пластины и толщина адгезивного или связывающего слоя (как определено разделительными частицами), в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной.

В случае если этап прикрепления первой пластины ко второй пластине содержит размещение слоя фольги между первой пластиной и второй пластиной, этап прикрепления может содержать использование клеевого или адгезивного слоя, который содержит разделительные частицы для прикрепления слоя фольги как к первой, так и ко второй пластинам. В этих вариантах осуществления, толщина второй пластины, слоя фольги и каждого из адгезивного или связывающего слоя (как определено разделительными частицами), в общем, определяет расстояние между трансдьюсером и сетчатой пластиной.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения, и для того, чтобы показать более ясно то, как оно может быть осуществлено, далее будет выполнена ссылка, только в качестве примера, на сопроводительные чертежи, в которых:

Фиг. 1 представляет собой график, демонстрирующий переменность массовой скорости потока ингалятора в зависимости от изменений расстояния между трансдьюсером и сетчатой пластиной;

Фиг. 2 представляет собой структурную схему ингалятора такого типа, который действует посредством пьезоэлемента-полости-сита, согласно настоящему изобретению;

Фиг. 3 представляет собой вид с пространственным разделением деталей ингалятора согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 изображает два перспективных вида ингалятора согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ изготовления ингалятора согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 2 представляет собой структурную схему, изображающую ингалятор такого типа, который действует посредством пьезоэлемента-полости-сита, согласно настоящему изобретению. Ингалятор 2 содержит тело 4, имеющее входное отверстие 6 и выходное отверстие 8, размещенное таким образом, чтобы, когда пользователь ингалятора 2 вдыхает через выходное отверстие 8, воздух втягивался и через ингалятор 2 через посредство входного отверстия 6 и выходного отверстия 8 и в легкие пользователя. Обычно, выходное отверстие 8 предусмотрено в виде мундштука или маски для лица или носа или в форме, которая является подходящей для присоединения отдельного съемного мундштука или маски для лица или носа.

Ингалятор 2 содержит полость 10, размещенную смежно с каналом между входным отверстием 6 и выходным отверстием 8, для удержания жидкости 12, например лекарственного средства или лекарственного препарата, подлежащего распылению (т.е., который должен быть превращен в мелкодисперсный туман или аэрозоль). Ингалятор 2 конфигурирован таким образом, чтобы мелкие капли распыленной жидкости 12 комбинировались с воздухом, втянутым через ингалятор 2, когда пользователь вдыхает для доставки дозы лекарственного средства или лекарственного препарата пользователю.

Одна стенка полости 10 образована посредством актуатора или трансдьюсера 14 и противоположная стенка полости 10, обращенная к каналу между входным отверстием 6 и выходным отверстием 8, образована посредством сетчатой пластины 16. Сетчатая пластина 16 выполнена таким образом, чтобы жидкие капли, проходящие через нее, вводили воздух, втягиваемый через входное отверстие 6 для воздуха.

Трансдьюсер 14 предусмотрен для колебания или вибрирования жидкости 12, удерживаемой в полости 10. Предпочтительно, что трансдьюсер 14 генерирует ультразвуковые волны давления в жидкости 12, удерживаемой в полости 10. В вариантах осуществления настоящего изобретения, которые далее описаны ниже, актуатор 14 предусмотрен в виде пьезоэлектрического элемента. Однако специалисты в области техники ингаляторов поймут, что могут быть использованы другие формы актуатора 14 в ингаляторах, согласно настоящему изобретению.

Сетчатая пластина 16 предусмотрена в виде стенки полости 10 для распыления жидкости 12, когда жидкость 12 колеблется с помощью трансдьюсера 14. Обычно, сетчатая пластина 16 выполнена в виде сетки или мембраны, имеющей множество малых отверстий или пор, через которые могут проходить небольшие количества жидкости. Размер (диаметр) пор в сетчатой пластине 16 определяет, помимо всего прочего, размер капель жидкости, производимых при активации ингалятора 2, и таким образом массовую скорость потока ингалятора 2. Сетчатая пластина 16 выполнена с возможностью извлечения из ингалятора 2 для того, чтобы она могла быть очищена или полностью заменена, при необходимости. Предпочтительно, что сетчатая пластина 16 выполнена из платины, хотя специалисты в данной области техники знают другие подходящие материалы, которые могут быть использованы. Кроме того, специалисты в данной области техники знают, что сетчатые пластины 16 также известны как дырчатые пластины или сопловые пластины.

При работе, жидкость 12 заполняет полость 10 между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16. Следует понимать, что жидкость 12 в полости 10 будет убывать по мере работы ингалятора 2, и дополнительная жидкость 12 должна быть добавлена в полость 10 для обеспечения жидкости 12 на требуемой высоте для ингалятора 2 для продолжения работы. Поэтому ингалятор 2 может содержать или быть присоединенным к резервуарной камере 18, которая вмещает жидкость для добавления жидкости 12 в полость 10. Жидкость из резервуарной камеры 18 может втекать в полость 10 под действием силы гравитации и/или за счет наполнения капилляров.

Кроме того, ингалятор 2 содержит управляющее устройство 19, которое управляет работой ингалятора 2, и в частности выводит сигналы на трансдьюсер 14, которые заставляют трансдьюсер 14 вибрировать на требуемой частоте и распылять жидкость 12.

Фиг. 3 представляет собой вид с пространственным разделением деталей ингалятора 2 согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, изображающий компоненты, требуемые для создания ингалятора 2 для того, чтобы достичь требуемый допуск на расстояние между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16.

Как показано на фиг.3, ингалятор 2 содержит три пластины 20, 22, 24, которые должны быть собраны в виде штабеля для образования основной части ингалятора 2. Первая пластина, 20, называемая в данном документе как задняя пластина 20, имеет отверстие 26 для вмещения трансдьюсера 14.

Вторая пластина 22, называемая в данном документе как разделительная пластина 22, содержит апертуру 28 для того, чтобы образовывать полость 10, когда ингалятор 2 собран. Апертура 28 размещена в разделительной пластине 22 таким образом, чтобы она была смежной к трансдьюсеру 14, когда разделительная пластина 22, задняя пластина 20 и третья пластина 24 собраны для образования ингалятора 2.

Апертура 28 в разделительной пластине 22 в иллюстрированном варианте осуществления, в общем, является круглой, фактически для того, чтобы приблизительно соответствовать размеру трансдьюсера 14 (который в этом варианте осуществления также является круглым) с тем, чтобы объем жидкости в полости 10, подвергаемый действию вибрации трансдьюсера 14, в любой момент времени был максимальным (тем самым помогая увеличивать массовую скорость потока, обеспеченную ингалятором 2).

Третья пластина 24, называемая в данном документе как держатель 24 сетчатой пластины, содержит сетчатую пластину 16. Сетчатая пластина 16 размещена в держателе 24 сетчатой пластины таким образом, чтобы она была смежной с апертурой 28 в разделительной пластине 22, когда пластины 20, 22, 24 собраны в ингаляторе 2.

Когда три пластины собраны, сетчатая пластина 16, держатель 24 сетчатой пластины, апертура 28 и трансдьюсер 14 образуют полость 10 для содержания жидкости 12, подлежащей распылению. Сторона трансдьюсера 14, обращенная к разделительной пластине 22, обычно выравнивается со стороной задней пластины 20, обращенной к разделительной пластине 22, и сторона сетчатой пластины 16, обращенная к разделительной пластине 22, выравнивается подобным образом со стороной держателя 24 сетчатой пластины, обращенной к разделительной пластине 22. Таким образом, толщина разделительной пластины 22, в общем, определяет расстояние между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16. В примере, представленном на фиг.1, разделительная пластина 22, имеющая толщину около 700 микрон (0,7 мм), могла бы потребоваться для того, чтобы ингалятор 2 достиг максимально возможную скорость потока.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, разделительная пластина 22 выполнена из металла, поскольку относительно легко изготовить компоненты из металла в отношении допусков, требуемых в ингаляторе 2 (например, толщины с точностью до 10 микрон), используя известные процессы. Даже более предпочтительно, что, по меньшей мере, разделительная пластина 22 выполнена из прокатанного листового металла. Апертура 28 и любой другой элемент пластины 22 может быть выполнен с использованием технологий лазерной резки, хотя специалисты в данной области техники осведомлены о других технологиях, которые могут быть использованы. Подходящим металлом для использования при выполнении, по меньшей мере, разделительной пластины 22 согласно настоящему изобретению является нержавеющая сталь, поскольку она является относительно низкозатратным материалом, он легок при работе в пластине требуемой толщины и вырезов, он является износостойким и должен сохранять требуемые размеры несмотря на то, что ингалятор 2 часто разбирается для очистки и затем заново собирается, и с малой вероятностью подвержен действию коррозии или износу вследствие контакта с жидкостями 12, обычно используемыми в ингаляторах 2. Нержавеющая сталь также является термически устойчивой, поэтому регулярное нагревание разделительной пластины 22 до 95°С во время чистки не будет изменять размеры и рабочие характеристики ингалятора 2.

В качестве альтернативы, по меньшей мере, разделительная пластина 22 может быть выполнена из титана или титанового сплава (хотя эти материалы не являются такими же низкозатратными как нержавеющая сталь), стекла или керамического материала (хотя они являются более хрупкими, чем металл).

Разделительная пластина 22 и задняя пластина 20 обычно прочно прикреплены друг к другу (например, с использованием клея или другого типа адгезива, связывающего или фиксирующего механизма), поэтому разделительная пластина 22 и задняя пластина 20 предпочтительно выполнены из одного и того же материала, такого как металл (например, нержавеющая сталь). Хотя сетчатая пластина 16 и держатель 24 сетчатой пластины предусмотрены как изделия одноразового использования, и поэтому может быть желательно выполнять держатель 24 сетчатой пластины из более дешевого материала, как пластик, держатель 24 сетчатой пластины также предпочтительно выполнен из металла, такого как нержавеющая сталь, для того, чтобы следить за тем, что удовлетворены требуемые допуски по расстоянию между трансдьюсером и сетчатой пластиной.

Хотя на фиг. 3 не показано подробно, держатель 24 сетчатой пластины выполнен таким образом, чтобы он мог быть отсоединен и удален от остальной части ингалятора 2 (т.е. разделительной пластины 22 и задней пластины 20) для того, чтобы сетчатая пластина 16 могла быть очищена или весь держатель 24 сетчатой пластины заменен. Для этой цели, разделительная пластина 22 или другой компонент ингалятора 2 снабжен зажимным или другим крепежным механизмом для удерживания держателя 24 сетчатой пластины на месте смежно с разделительной пластиной 22.

Задняя пластина 20 также может включать в себя зажимной или другой крепежный механизм для удерживания трансдьюсера 14 на месте в ингаляторе 2. В качестве альтернативы, трансдьюсер 14 может быть приклеен или иным образом жестко фиксирован к задней пластине 20 или разделительной пластине 22.

В случае если один или несколько компонентов ингалятора 2 приклеены или связаны вместе (такие как задняя пластина 20/ трансдьюсер 14 к разделительной пластине 22), толщина связывающего слоя должна быть учтена при установке расстояния между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16. То есть, расстояния между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16 будет равно толщине разделительной пластины 22 плюс толщина связывающего слоя(ев), и разделительная пластина 22 должна быть соответственно изготовлена. В предпочтительных вариантах осуществления, толщина адгезивного или связывающего слоя управляется путем добавления разделительных частиц, имеющих известные (и высокоточные) размеры, к адгезивному или связывающему материалу, используемому для соединения компонентов вместе таким образом, чтобы разделительные частицы определяли расстояние между компонентами.

Хотя в иллюстрированном варианте осуществления сетчатая пластина 16 имеет меньшую площадь сечения, чем апертура 28 и трансдьюсер 14, следует понимать, что в других вариантах осуществления площадь сечения сетчатой пластины 16, в общем, может быть такой же как апертура 28 и трансдьюсер 14.

Кроме того, хотя фиг. 3 изображает сетчатую пластину 16 как отделяемую от держателя 24 сетчатой пластины, следует понимать, что сетчатая пластина 16 обычно является встроенной в держатель 24 сетчатой пластины.

В изображенном варианте осуществления, резервуарная камера 18 прикреплена к задней пластине 20 (противоположно стороне задней пластины 20, которая обращена к разделительной пластине 22) с возможностью удерживания дополнительной жидкости 12, которая подлежит распылению во время работы ингалятора 2. В задней пластине 20 выполнено второе отверстие 30 для позволения жидкости 12 проходить через заднюю пластину 20 и в полость 10.

Предпочтительно, что второе отверстие 30 не имеет полностью скругленного нижнего края (поскольку полностью скругленный край может образовывать барьер для потока жидкости, обусловленного поверхностным натяжением жидкости 12, и, следовательно, по меньшей мере, часть нижнего края второго отверстия 30 имеет зубчатый или пилообразный профиль для 'прокалывания' поверхности жидкости 12 и увеличения потока жидкости 12 через второе отверстие 30.

Как показано, апертура 28 в разделительной пластине 22, которая образует полость 10, содержит питающий канал 32 для соединения полости 10 между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16 к резервуарной камере 18. Следует отметить, что хотя питающий канал 32 показан на фиг.3, как прорезанный через разделительную пластину 22, питающий канал 32 может быть желобком или иной выемкой в стороне разделительной пластины 22, обращенной к задней пластине 20.

Возможно, необходимо предусмотреть выходное отверстие, через который может выходить воздух, когда полость 10 наполнена жидкостью 12, из резервуарной камеры 18, поэтому разделительная пластина 22 дополнительно содержит относительно узкий вентиляционный канал 34, который продолжается от апертуры 28 до края (предпочтительно верхнего края) разделительной пластины 22. Как и в случае с питающим каналом 32, хотя вентиляционный канал 34 показан на фиг.3, как прорезанный через разделительную пластину 22, вентиляционный канал 34 может быть желобком или иной выемкой в стороне разделительной пластины 22.

Для предотвращения какой-либо утечки жидкости 12 из полости 10 и питающего канала 32, когда ингалятор 2 находится в работе, уплотнительный компонент 36, такой как резиновое уплотнение, может быть размещено между разделительной пластиной 22 и держателем 24 сетчатой пластины. Предпочтительно, для того, чтобы следить за тем, что уплотнительный компонент 36 удерживается в правильном положении при сборке держателя 24 сетчатой пластины в ингаляторе 2, канал 38 уплотнительного компонента выполнен на стороне держателя 24 сетчатой пластины, которая обращена к разделительной пластине 22, которая вмещает уплотнительный компонент 36.

Хотя не требуется в варианте осуществления, показанном на фиг.3, в некоторых вариантах осуществления соответствующий уплотнительный компонент 36 может быть размещен между разделительной пластиной 22 и задней пластиной 20. В этом случае, соответствующий канал 38 уплотнительного компонента может быть выполнен в разделительной пластине 22 или задней пластине 20.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, разделительная пластина 22 может быть прикреплена непосредственно к задней пластине 20, в каковом случае трансдьюсер 14 может быть покрыт металлическим, пластиковым или полимерным защитным слоем во избежание прямого контакта между трансдьюсером 14 и жидкостью 12 в полости 10.

Однако в предпочтительных вариантах осуществления, между разделительной пластиной 22 и задней пластиной 20 предусматривается слой 40 фольги, который функционирует с возможностью отделения трансдьюсера 14 от жидкости 12 в полости 10. В этом предпочтительном варианте осуществления, комбинированная толщина слоя 40 фольги и разделительной пластины 22 (и каких-либо адгезивных слоев, если имеются в наличии) определяет расстояние между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16. Слой 40 фольги может иметь размеры (т.е. высоту и ширину), подобные пластинам 20, 22, 24, как показано на фиг.3, но следует понимать, что слой 40 фольги значительно тоньше, чем пластины 20, 22, 24.

Предпочтительно, что слой 40 фольги представляет собой металлическую фольгу, поскольку металлические фольги поглощают очень мало механической энергии, обеспеченной трансдьюсером 14, по сравнению со слоями на пластиковой или полимерной основе. Металлическая фольга может представлять собой любой твердый биологически совместимый металлический сплав, такой как нержавеющая сталь. Слой 40 фольги может иметь толщину в интервале 1-200 микрон, например 50 микрон. Слой 40 фольги может быть постоянно прикреплен к задней пластине 20 и/или разделительной пластине 22, например, с использованием клеевого, адгезивного или другого связывающего слоя, как описано выше (включая разделительные частицы, когда это целесообразно).

Толщина адгезивного или связывающего слоя между трансдьюсером 14 и слоем 40 фольги (или между трансдьюсером 14 и разделительной пластиной 22 в тех вариантах осуществления, в которых слой 40 фольги не предусмотрен) может быть около 50 микрон. Толщина адгезивного или связывающего слоя между слоем 40 фольги и разделительной пластиной 22 может быть около 10 микрон. Более толстый (или толстый) слой адгезивного или связывающего материала между трансдьюсером 14 и слоем 40 фольги (или разделительной пластиной 22 в тех вариантах осуществления, в которых слой 40 фольги не предусмотрен) является желательным по ряду причин. Во-первых, некоторые трансдьюсеры 14 содержат диск из спеченной керамики, и шероховатость поверхности составляет порядка десятков микрон. Предпочтительно, что прямой контакт между трансдьюсером 14 и металлом (включая слой 40 фольги) должен избегаться, и поэтому адгезивный или связывающий слой может изолировать металлическую фольгу от электрического заряда на электроде трансдьюсера 14. В дополнение, адгезивный слой действует как механический буфер, который предусмотрен для поглощения любого напряжения в поперечном направлении, обусловленного разными коэффициентами расширения трансдьюсера 14 и металла, образующего слой 40 фольги (хотя в описанных вариантах осуществления эти коэффициенты очень схожие). Благодаря поглощению напряжения пиковое напряжение снижается с тем, чтобы трансдьюсер 14 не отсоединялся от слоя 40 фольги в процессе его собственной работы (вибрации) или во время воздействия высоких температур, которым ингалятор 2 подвергается во время чистки.

В случае если резервуарная камера 18 размещена на задней пластине 20, в слое 40 фольги предусмотрено отверстие 42, которое соответствует второму отверстию 30 в задней пластине 20 для позволения жидкости 12 вытекать из резервуарной камеры 18 в полость 10. В случае если второе отверстие 30 имеет зубчатый или пилообразный нижний край, отверстие 42 в слое 40 фольги будет иметь соответствующий зубчатый или пилообразный край.

Фиг. 4 изображает два перспективных вида частично собранного ингалятора 2 согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 4 задняя пластина 20, трансдьюсер 14, слой 40 фольги и разделительная пластина 22 собраны в узел, и этот узел образует основную часть ингалятора 2. Сетчатая пластина 16 и держатель 24 сетчатой пластины отсоединены от основной части ингалятора 2. Компоненты в альтернативном варианте осуществления согласно фиг. 4, в общем, соответствуют варианту осуществления, показанном на фиг. 3 за исключением того, что показана альтернативная конструкция для уплотнения держателя 24 сетчатой пластины в отношении разделительной пластины 22. В этой конструкции предусмотрен уплотнительный компонент 44, который продолжается вокруг периферии разделительной пластины 22.

Примерный способ изготовительной части ингалятора 2 согласно настоящему изобретению показан на фиг. 5. На этапе 101, разделительная пластина 22 получена (например, из готовых элементов) из прокатанного листового железа, имеющего толщину равную разности между желаемым расстоянием между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16 и толщиной слоя 40 фольги, которая должна быть использована в ингаляторе 2 (если имеется в наличии), вместе с толщиной какого-либо адгезивного или связывающего слоев, используемых при сборке компонентов ингалятора 2 друг с другом. То есть, комбинированная толщина разделительной пластины 22 и слоя 40 фольги (и адгезивного слоя(ев)) равна желаемому расстоянию между трансдьюсером 14 и сетчатой пластиной 16. Апертура 28 выполнена в разделительной пластине 22 с размерами, которые подобны размерам трансдьюсера 14, который должен использоваться в ингаляторе 2. Апертура 28 должна определять полость 10 в ингаляторе 2 для удерживания жидкости 12, подлежащей распылению. Апертура 28 может быть выполнена с использованием технологий лазерной резки.

На этапе 103, слой 40 металлической фольги прикрепляют к одной стороне разделительной пластины 22. Слой 40 фольги может быть прикреплен к разделительной пластине 22 с использованием клея или иного типа адгезива, и может включать в себя высокоточные разделительные частицы, которые функционируют с возможностью определения толщины адгезивного слоя, как описано выше.

На этапе 105, заднюю пластину и трансдьюсер прикрепляют к слою 40 фольги таким образом, чтобы трансдьюсер 14 был смежным к апертуре 28 в разделительной пластине 22 и слой 40 фольги и трансдьюсер 14 образовывали одну стенку полости 10. Опять же, клей или иной тип адгезива с высокоточными разделительными частицами может быть использован для прикрепления задней пластины 20 к слою 40 фольги.

На этапе 107, который может иметь место при изготовлении ингалятора 2 и/или перед использованием ингалятора 2 пациентом, сетчатую пластину 16 в держателе 24 сетчатой пластины прикрепляют к противоположной стороне разделительной пластины 22 к слою 40 фольги и задней пластине 20 таким образом, чтобы сетчатая пластина 16 образовывала другую стенку полости 10. Как описано выше, держатель 24 сетчатой пластины обычно прикреплен к разделительной пластине 22 таким образом, чтобы позволять удаление и замену держателя 24 сетчатой пластины. Таким образом, держатель 24 сетчатой пластины может быть прикреплен к разделительной пластине 22 с использованием зажимного механизма.

Хотя фиг. 5 показывает несколько примерных этапов изготовительной части ингалятора 2 согласно настоящему изобретению, специалисты в данной области техники поймут, что ингалятор 2 согласно настоящему изобретению может быть выполнен с использованием других этапов, или другого порядка или комбинации этапов, по отношению к тем, которые показаны. Например, этап 103 может содержать прикрепление слоя 40 фольги к задней пластине 20, а не к разделительной пластине 22 с соответственно адаптированным этапом 105. В качестве альтернативы или дополнения, этапы 103, 105 и 107 могут выполняться в другом порядке по отношению к тому, который показан. Другие этапы в способе могут содержать этапы изготовления любого, одного или более, слоя фольги, задней пластины, сетчатой пластины или держателя сетчатой пластины, включая в себя изготовление каких-либо каналов или желобков в пластинах для вмещения уплотнительного компонента или для образования вентиляционного или питающего канала.

Хотя настоящее изобретение описано в терминах ингалятора, то есть главным образом для использования при введении лекарственного средства, следует понимать, что настоящее изобретение может применяться к любому другому типу ингалятора или устройства, в котором трансдьюсер приводится в действие с возможностью распыления жидкости через сетчатую пластину, таком как, например, увлажнитель воздуха, электрическая бритва, паровой утюг или парфюмерном выдачном устройстве.

Следовательно, создан ингалятор, который может быть изготовлен с требуемыми допусками и имеет низкую стоимость.

Хотя настоящее изобретение было иллюстрировано и описано подробно на чертежах и в вышеизложенном описании, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать иллюстративным или примерным и неограничивающим; настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами изобретения.

Изменения к раскрытым вариантам осуществления могут подразумеваться и осуществляться специалистами в данной области техники в применении на практике заявленного изобретения, на основании изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения, слово "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, и неопределенный артикль "a" или "an" не исключает множество. Один процессор или другие устройства могут выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам по себе тот факт, что во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения перечислены несколько мер, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована для положительного эффекта. Компьютерная программа может быть сохранена/распространена на подходящем носителе информации, таком, как оптический носитель информации или транзисторный носитель, обеспечиваемый вместе или как часть другого средства вычислительной техники, но также может быть распространена в других формах, таких как через интернет или другие кабельные или беспроводные телекоммуникационные системы. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны толковаться как ограничение объема.

Реферат

Изобретение относится к ингалятору, который распыляет удерживаемую в нем жидкость на мелкие капли, например для ингаляции, с помощью пользователя, и способу его изготовления. Ингалятор (2) содержит первую пластину (20), выполненную с возможностью удерживания трансдьюсера (14). Ингалятор также содержит вторую пластину (22), имеющую в ней апертуру. Первая пластина размещена на первой стороне второй пластины таким образом, чтобы трансдьюсер был смежным к апертуре. Кроме того, ингалятор содержит третью пластину (24), выполненную с возможностью удерживания сетчатой пластины, через которую может проходить жидкость для образования капель. Третья пластина размещена на второй стороне второй пластины, противоположной первой стороне, таким образом, чтобы сетчатая пластина (16) была смежной к апертуре. Апертура, трансдьюсер и сетчатая пластина образуют полость для удерживания жидкости, подлежащей распылению. Согласно способу изготовления ингалятора получают вторую пластину, имеющую в ней апертуру. Затем прикрепляют первую пластину, которая выполнена с возможностью удержания трансдьюсера к первой стороне второй пластины таким образом, чтобы трансдьюсер примыкал к апертуре. После этого прикрепляют третью пластину, которая выполнена с возможностью удержания сетчатой пластины. Через сетчатую пластину может проходить жидкость для образования капель ко второй стороне второй пластины, противоположной первой стороне, таким образом, чтобы сетчатая пластина примыкала к апертуре. Апертура, трансдьюсер и сетчатая пластина образуют полость для удерживания жидкости, подлежащей распылению. Техническим результатом изобретения является высокая стабильность, низкая стоимость и малые допуски и обеспечение возможности удаления по меньшей мере сетчатой пластины из ингалятора для очистки или замены. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула