專利名稱：毛細管氣霧劑產生器的分配方法和系統(tǒng)的制作方法
毛細管氣霧劑產生器的分配方法和系統(tǒng)
背景技術：
在US5743251中已經描述了毛細管氣霧劑技術和毛細管氣霧劑產生器，其內容通 過引用整體納入本文。

發(fā)明內容
根據(jù)一個實施例，一種用于分配液體或氣霧劑而保持無阻塞毛細管系統(tǒng)的方法包 括以一流量從泵送單元將液體配方供給至氣霧劑產生單元的毛細管；和將流量從第一流 量周期性地增加至第二流量。根據(jù)另一個實施例，一種在藥物輸送系統(tǒng)中將液體配方分配至氣霧劑產生單元的 方法包括以一流量從泵送單元將液體配方供給至氣霧劑產生單元的毛細管；所述泵送單 元具有閥裝置和兩個注射器泵，所述閥裝置可操作以在利用一個注射器泵將液體配方輸送 至氣霧劑產生單元期間將液體配方供給至另一個注射器泵的入口 ；在氣霧劑產生單元的毛 細管內使液體配方中的至少一部分蒸發(fā)；和在每個注射循環(huán)至少一次地將流量從第一流量 增加至第二流量。根據(jù)又一個實施例，一種用于保持無阻塞毛細管的系統(tǒng)包括具有毛細管通道的 氣霧劑產生單元；液體配方；泵送單元，所述泵送單元以一流量將所述液體配方供給至所 述氣霧劑產生單元，其中在所述氣霧劑產生單元的毛細管內將所述液體配方的至少一部分 蒸發(fā)；和控制器，所述控制器操作所述泵送單元以便為了防止阻塞而提供流量的周期性增 加。根據(jù)再一個實施例，一種從流體源分配流體的方法包括將流體供給至具有第一 注射器泵和第二注射器泵的泵送單元，每個注射器泵具有吸入閥和排放閥；通過關閉吸入 閥并且打開排放閥從所述第一注射器泵排放流體；和通過打開吸入閥并且關閉排放閥使所 述第二注射器泵進行吸入操作以將流體抽吸到所述第二注射器泵中。


圖1是根據(jù)一個實施例的氣霧劑產生系統(tǒng)的示意圖。圖2是泵送單元和閥組件的示意圖。圖3-5是根據(jù)一個實施例的閥組件的示意圖。圖6是顯示周期性地增加流量的優(yōu)點和有效性的圖表。
具體實施例方式氣霧劑在多種應用中是有用的。例如，經常希望利用被吸入病人肺中的液體和/ 或固體(例如粉末)藥劑等的細分顆粒的氣霧噴射來治療呼吸疾病或輸送藥物。氣霧劑 可通過下述方式由受熱的毛細管氣霧劑產生器產生將呈液態(tài)的溶液或懸浮液供送至毛細 管，同時充分加熱毛細管以使得溶液(或懸浮液的載體部分)被揮發(fā)，使得溶液(或懸浮 液)在從受熱的毛細管排出時呈氣霧形式。氣霧劑產生系統(tǒng)可用于抽吸液體物質或配方，并使該液體物質或配方穿過用于連續(xù)氣霧化輸送的氣霧劑產生器或毛細管通道子組件進 行分配。參照圖1，示出了一種氣霧劑產生系統(tǒng)或藥物輸送系統(tǒng)10，所述系統(tǒng)包括控制器 20、泵送單元30和氣霧劑產生單元40。系統(tǒng)10包括呈受熱毛細管和/或毛細管通道42形 式的氣霧劑產生單元40。氣霧劑產生單元40將毛細管42加熱至足夠高的溫度以使被引入 受熱毛細管42中的液體物質或液體配方50至少部分揮發(fā)。被揮發(fā)的物質通過毛細管通道 的出口從毛細管通道被驅逐出，即，來自液體物質源的液體背壓使液體從出口排出。如圖1所示，氣霧化系統(tǒng)或藥物輸送系統(tǒng)10包括控制器20，所述控制器適于操作 和控制液體物質50至泵送單元30和氣霧劑產生單元40的流動。根據(jù)一個實施例，控制器 20可包括緊湊的可重新配置的輸入/輸出(I/O)控制器組件，和優(yōu)選包括用戶界面?？上氲降氖?，當在旨在或不旨在進行氣霧化的情況下通過毛細通道分配某些液體 時，液體或液體配方的性質可使覆層、凝聚物或沉淀物形成在毛細管通道內側。另外，這種 物質在毛細管或毛細管通道內的累積還可導致阻塞毛細管或毛細管通道。因此，希望的是 具有一種通過周期性調整或改變液體配方的流量以便能夠清洗或沖洗系統(tǒng)內的任何可能 物質的系統(tǒng)和方法。液體配方流量的調整或改變還可保持系統(tǒng)的穩(wěn)定的標稱工作壓力和提 供質量恒定的可靠的氣霧劑。根據(jù)一個實施例，具有改進的可靠性和毛細管氣霧劑產生系統(tǒng)的堅固性的氣霧化 系統(tǒng)或藥物輸送系統(tǒng)10可通過調整或改變水或液體配方的流量很短的持續(xù)時間以便能夠 清洗或沖洗毛細管或毛細管通道42內的任何可能物質而得到。在圖1所示的氣霧化系統(tǒng) 或藥物輸送系統(tǒng)10中，毛細管通道和/或毛細管通道42被加熱。當產生氣霧劑時，由于水 或液體配方50的蒸發(fā)和將蒸氣/液體配方50泵送穿過氣霧劑產生單元40出口處的減小 的孔口或帶尖端的毛細管，系統(tǒng)10可產生大約為1100至1200psi的顯著背壓。水或液體 配方50中的大顆粒和次最佳蒸發(fā)還可使系統(tǒng)中的壓力逐漸增加至3000至3500psi，在該壓 力下物質(或阻塞顆粒)或者從毛細管通道排出或者不可挽回地阻塞毛細管或毛細管通道 42。根據(jù)一個實施例，一種在藥物輸送系統(tǒng)中將液體配方分配至氣霧劑產生單元40 的方法包括下述步驟將液體配方50分配至泵送單元30 ；以第一流量將液體配方50從泵 送單元30供給至氣霧劑產生單元40的毛細管42 ；在氣霧劑產生單元40的毛細管42內使 液體配方50的至少一部分蒸發(fā)；和將流量從第一流量周期性地增加至第二流量。流量在增 加流量的每個這些很短持續(xù)時間之后返回第一流量。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，第二流量優(yōu)選 是第一流量的至少兩倍。還可想到的是，通過增加系統(tǒng)10內的流量，系統(tǒng)10在氣霧劑產生 單元40的毛細管通道內經歷了工作壓力的增加。在與圖1所示的系統(tǒng)10 —起使用時，用于分配液體配方而保持無阻塞毛細管的系 統(tǒng)和/或方法的一個實例可通過以限定的泵送循環(huán)周期性地增加從泵送單元30到氣霧劑 產生單元40的流量來實現(xiàn)。根據(jù)一個實施例，無阻塞的毛細管通道可通過下述步驟實現(xiàn) 通過將來自閥組件或裝置60的流量(即，第一流量，例如每秒鐘20微升)增加至第二流量 來清洗或沖洗毛細管或毛細管通道內的任何可能物質。根據(jù)一個實施例，第二流量是第一 流量的至少兩倍(即，大約每秒鐘40微升)。另外，增加的流量優(yōu)選具有很短的持續(xù)時間 (即，在大約50秒鐘的泵送循環(huán)中進行二(2)到四(4)秒鐘)。
在一個優(yōu)選的實施例中，毛細管或毛細管通道內的流量的周期性增加不包括毛細 管內壓力的任何減小。可想到的是，毛細管內壓力的減小可導致阻塞毛細管42。因此，流量 的增加優(yōu)選與毛細管42內的壓力保持和/或毛細管42內的壓力增加同時發(fā)生。根據(jù)一個實施例，系統(tǒng)10是一種連續(xù)輸送系統(tǒng)，其中泵送單元30將液體配方50 經由閥裝置60連續(xù)地輸送至毛細管或毛細管通道42。如圖2所示，泵送單元30包括雙注 射器泵70、72和由多個閥62、64、66、68構成的閥裝置，所述泵送單元允許同時操作雙注射 器泵70、72以連續(xù)地分配液體物質或液體配方50。雙注射器泵70、72還優(yōu)選產生用于打 開和關閉多個閥62、64、66、68的信號并與可編程自動控制器20通訊。根據(jù)一個實施例，泵 送單元50承受高達至少15MPa(2000psi)的背壓，更優(yōu)選承受20MPa至30MPa (3000psi至 4000psi)的背壓。閥裝置或閥組件60包括可連接至液體配方或液體物質50的源的入口 110 ；與 入口 Iio流體連通的第一和第二流動路徑121、123 ；和與氣霧劑產生裝置40的入口流體連 通的出口 124。如圖3所示，第一和第二閥62、64沿第一流動路徑121定位，而第三和第四 閥66、68沿第二流動路徑123定位。根據(jù)一個實施例，閥62、64、66、68布置成使得第一流 動路徑121在第一閥(或吸入閥)62打開且第二閥(或排出閥)64關閉時向第一注射器泵 70供給液體配方50，而第二流動路徑123在第三閥(或吸入閥)66打開且第四閥(或排出 閥)68關閉時向第二注射器泵72供給液體配方或液體物質50。第一流動路徑121還在第 一閥62關閉且第二閥64打開時將液體配方或液體物質50供給至氣霧劑產生單元40。另 外，第二流動路徑123在第三閥66關閉且第四閥68打開時將液體配方或液體物質50供給 至氣霧劑產生單元40。更特別地，現(xiàn)在參照圖3-5，第一和第二注射器泵70和72在它們各自的輸送沖程 交替地與氣霧劑產生單元40連通，而在它們各自的抽吸(吸入)沖程交替地與流體(配 方)源連通，所有這些動作與閥62、64、66、68協(xié)作執(zhí)行。具體地參照圖3，當?shù)谝蛔⑸淦鞅?0排放時，注射器泵的輸出沿著從第一注射器 泵70至毛細管42的流動路徑"X1 ”被引導。流動路徑X1通過關閉閥62且打開閥64而建 立。同時，第二注射器泵72執(zhí)行其吸入沖程以便沿著在圖3中標示為“X2”的路徑從源經 過通路144和入口 110抽吸流體。為了建立該流動路徑X2,閥66打開且閥68關閉。參照圖4，系統(tǒng)正逼近第一注射器泵70的排放沖程的末端，根據(jù)握手參數(shù)，系統(tǒng)在 短暫的持續(xù)時間內同時執(zhí)行在注射器泵72中一新的排放沖程的同時啟動。以這種模式，第 一注射器70的輸出沿著由關閉閥62且打開閥64而建立的第一流動路徑"Y1 ”被引導至毛 細管42。類似地，第二注射器泵72的輸出通過關閉閥66且打開閥68而沿著路徑"Y2”被 引導至毛細管42。參照圖5，第一注射器泵70執(zhí)行其吸入沖程，其中配方從流體源50沿著通過打開 閥62且關閉閥64而建立的路徑"Z1 ”被抽吸。同時，第二注射器72繼續(xù)執(zhí)行其排放沖程 以便利用閥66的關閉和閥68的打開而沿路徑“Z2”將配方供給至毛細管42。將會意識到的是，當?shù)诙⑸淦鞅?2完成其排放沖程時，第一注射器泵70將已經 完成其吸入沖程并且根據(jù)握手參數(shù)已經啟動其排放沖程。此時，流過系統(tǒng)的流動將類似于 圖4所示的流動，只是第一注射器泵70將在啟動其排放沖程而第二注射器泵72將恰好完 成其排放沖程。
例如，根據(jù)一個實施例，泵送單元30將液體配方50以大約每秒鐘20微升(μ 1/ s)分配至閥組件60，用于輸送至毛細管或毛細管通道42。閥組件60包括一對注射器70、 72，其中一個注射器70分配五十(50)秒鐘，其后該注射器重新填充而另一個注射器72分 配五十(50)秒鐘。因而，可利用每50秒鐘的注射器70、72的自然的周期性交接過程作為 一種將液體配方的流量從20 μ 1/s增加至40 μ 1/s很短的持續(xù)時間的便利機會。根據(jù)另一個實施例，流量的增加可通過在從第二注射器72分配的同時第一注射 器70仍進行分配來實現(xiàn)。具體地，流量的重疊或增加可在二(2)到四(4)秒鐘內發(fā)生。除 了使流量增加或加倍之外，系統(tǒng)10還優(yōu)選在注射器開始將液體配方50分配至氣霧劑產生 器40之前將注射器中的流體或液體配方50加壓至接近工作壓力的壓力值。在一個替代的實施例中，可使用單個注射器泵送單元30，其中流量被增加作為輸 送循環(huán)的一部分。根據(jù)單個注射器泵送系統(tǒng)，系統(tǒng)10具有限定的填充循環(huán)，在填充循環(huán)時， 流量的短脈沖或周期性增加使工作壓力增大并且將可累積在毛細管或毛細管通道42內部 的任何物質排出。應該理解的是，流量的周期性增加的定時可以是液體物質或配方50的性質或濃 度、流量和氣霧化參數(shù)的函數(shù)。例如，具有(藥劑或其它物質的)較高濃度的液體物質或配 方50優(yōu)選需要流量的增加(即，沖洗)比具有較低濃度的液體配方50更頻繁。根據(jù)另一個實施例，將第一流量調整或改變至第二流量可通過多個短脈沖進行， 其中多個短脈沖中的每一個以每10秒鐘或更短時間一個脈沖的頻率發(fā)生少于1秒鐘的時 間。另外，可想到的是通過增加流量，可實現(xiàn)系統(tǒng)內的工作壓力增加10-20 %，這可防止任何 大量的大沉積堆積在毛細管42內部。圖6示出了氣霧化系統(tǒng)中的流量的周期性增加的優(yōu)點和有效性的一個實例。第一 曲線80示出了在流量沒有任何改變的情況下通常的毛細管壓力狀況。由于有幾次故障模 式，諸如配方顆粒尺寸、次最佳氣霧化等，可看出毛細管42內的壓力在幾秒鐘時間內上升。 根據(jù)一個實施例，毛細管42內的堵塞物被從毛細管中排出或者導致不可挽回的阻塞。第二 曲線82示出了流量每50秒鐘加倍時的狀況。流量在二(2)至四⑷秒鐘內的加倍導致液 體配方的工作壓力增加10-20%，這通過防止任何大量的大顆粒堆積在毛細管內部而使毛 細管無阻塞。流量的周期性增加不僅有助于保持毛細管無阻塞，而且還提供穩(wěn)定的標稱工 作壓力和產生質量恒定的氣霧劑。雖然已經描述了各種實施例，應該理解的是，可進行改變和修改對所屬領域的技 術人員來說是顯而易見的。這種改變和修改可看作在其所附的權利要求書的權限和范圍 內。
權利要求
一種分配液體或氣霧劑而保持無阻塞毛細管系統(tǒng)的方法，所述方法包括以一流量從泵送單元將液體配方供給至氣霧劑產生單元的毛細管；和將流量從第一流量周期性地增加至第二流量。
2.如權利要求1所述的方法，還包括在氣霧劑產生單元的毛細管內使液體配方中的至 少一部分蒸發(fā)。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第二流量是所述第一流量的至少兩倍。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述泵送單元包括閥裝置，所述閥裝置能夠操作以 在利用一個注射器泵將液體配方輸送至氣霧劑產生單元期間將液體配方供給至另一個注 射器泵的入口，而且其中將流量從第一流量增加至第二流量在每個注射循環(huán)進行至少一 次。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述系統(tǒng)具有一工作壓力，而且其中將流量從所述 第一流量周期性地增加至第二流量使系統(tǒng)內的工作壓力增大。
6.如權利要求1所述的方法，還包括以每10秒鐘或更短時間一次脈沖的頻率將所述第 一流量增加至第二流量少于一秒鐘的時間。
7.如權利要求1所述的方法，還包括針對具有更高濃度的液體配方增大使流量增加的 頻率。
8.如權利要求1所述的方法，還包括根據(jù)液體配方、第一流量和期望的氣霧化參數(shù)來 對流量周期性增加的時間選擇進行調整。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述毛細管系統(tǒng)是藥物輸送系統(tǒng)。
10.一種在藥物輸送系統(tǒng)中將液體配方分配至氣霧劑產生單元的方法，所述方法包括以一流量從泵送單元將液體配方供給至氣霧劑產生單元的毛細管；所述泵送單元具有 閥裝置和兩個注射器泵，所述閥裝置能夠操作以在利用一個所述注射器泵將液體配方輸送 至氣霧劑產生單元期間將液體配方供給至另一個所述注射器泵的入口；在氣霧劑產生單元的毛細管內使液體配方的至少一部分蒸發(fā)；和在每個注射循環(huán)至少一次地將流量從第一流量增加至第二流量。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述毛細管具有一工作壓力，增加流量將增加所 述毛細管內的工作壓力。
12.如權利要求10所述的方法，其中所述第二流量是所述第一流量的至少兩倍。
13.如權利要求10所述的方法，其中增加流量以多個短脈沖進行，其中所述多個短脈 沖中的每一個以每10秒鐘或更短時間一次脈沖的頻率持續(xù)發(fā)生少于一秒鐘的時間。
14.如權利要求10所述的方法，其中增加流量的時間選擇取決于液體配方、流量和期 望的氣霧化參數(shù)。
15.如權利要求10所述的方法，增加流量導致所述系統(tǒng)內的工作壓力增加。
16.一種用于保持無阻塞毛細管的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有毛細管通道的氣霧劑產生單元；液體配方；泵送單元，所述泵送單元以一流量將所述液體配方供給至所述氣霧劑產生單元，其中 在所述氣霧劑產生單元的毛細管內將所述液體配方的至少一部分蒸發(fā)；和控制器，所述控制器操作所述泵送單元以便為了防止阻塞而提供流量的周期性增加。
17.如權利要求16所述的系統(tǒng)，其中流量的周期性增加還包括將所述流量從第一流量 周期性地增加至第二流量，所述第二流量是所述第一流量的至少兩倍。
18.如權利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述泵送單元具有一對注射器泵，所述泵送單元 包括閥裝置，所述閥裝置能夠操作以在利用一個注射器泵將液體配方輸送至氣霧劑產生單 元期間將液體配方供給至另一個注射器泵的入口，而且在每個注射循環(huán)至少一次地將流量 從第一流量增加至第二流量。
19.如權利要求16所述的系統(tǒng)，還包括以每10秒鐘或更短時間一次脈沖的頻率將流量 從第一流量增加至第二流量少于一秒鐘的時間。
20.如權利要求16所述的系統(tǒng)，還包括根據(jù)液體配方、第一流量和期望的氣霧化參數(shù) 來對流量周期性增加的時間選擇進行調整。
21.一種從流體源分配流體的方法，所述方法包括將流體供給至具有第一注射器泵和第二注射器泵的泵送單元，每個注射器泵具有吸入 閥和排放閥；通過關閉第一注射器泵的吸入閥并且打開第一注射器泵的排放閥，從所述第一注射器 泵排放流體；和通過打開第二注射器泵的吸入閥并且關閉第二注射器泵的排放閥，使所述第二注射器 泵進行吸入操作以將流體抽吸到所述第二注射器泵中。
22.如權利要求21所述的方法，其中所述第二注射器泵在所述第一注射器泵完成從第 一注射器泵排放流體之前完成吸入。
23.如權利要求21所述的方法，還包括通過關閉第二注射器泵的吸入閥并且打開第二注射器泵的排放閥，從所述第二注射器 泵排放流體；和通過打開第一注射器泵的吸入閥并且關閉第一注射器泵的排放閥，使所述第一注射器 泵進行吸入操作以將流體抽吸到所述第一注射器泵中。
24.如權利要求23所述的方法，其中所述第一注射器泵在所述第二注射器泵完成從第 二注射器泵排放流體之前完成吸入。
25.如權利要求23所述的方法，還包括同時周期性地使所述第一和第二注射器泵排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分配液體或氣霧劑而保持無阻塞毛細管系統(tǒng)的方法，該方法包括以一流量從泵(30)將液體配方供給至氣霧劑產生單元(40)的毛細管(42)；和將流量從第一流量周期性地增加至第二流量。
文檔編號A61M11/04GK101932353SQ200880110018
公開日2010年12月29日 申請日期2008年10月1日 優(yōu)先權日2007年10月2日
發(fā)明者N·馬哈拉杰 申請人:菲利普莫里斯生產公司