喷雾喷射装置及其使用方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求下列美国临时申请的申请日期的权益：2012年4月20日提交的 61/636, 559, 2012 年 4 月 20 日提交的 61/636, 565, 2012 年 5 月 4 日提交的 61/643, 150， 2012年11月5日提交的61/722, 611，以及2012年11月5日提交的61/722, 616,通过全文 引用将上述申请的内容并入本文。
技术领域
[0003] 本公开涉及喷射装置和制造喷射装置的方法。特别地，本公开涉及用于喷射细雾 或喷射微液滴喷雾的装置和方法。
【背景技术】
[0004] 使用喷雾装置给送细雾或喷雾形式的产品是一个很有潜力的用于使产品安全、易 于使用的领域。提供这种装置的主要挑战是提供适当剂量的稳定和精确的输送以及避免所 输送产品的污染。
[0005] 需要喷雾装置的一个重要领域是输送眼用药物。流体（例如眼药水）的施加总是 会引发问题，尤其对于儿童和动物来说，在给药的关键时刻往往引起眨眼或抽搐，导致液滴 落在眼睑、鼻子或面部的其它部位上。一大滴流体或多滴流体在眼球上的碰撞，特别地在流 体处于不同温度的时候，往往也会引起产生眨眼反应。而且老年人常常失去了用手配合使 眼药水进入眼睛所必需的协调性。中风患者具有类似的困难。目前，许多这样的药物利用 眼睛滴管给药，这通常需要使头向后倾斜、让患者躺下、对下眼睑提供向下的牵引或者牵引 和倾斜的组合，这是因为输送机构通常依靠重力来施加药物。这不仅笨拙，而且需要患者一 方相当程度的配合、灵活性和合作，以确保药物进入眼睛，同时避免滴管尖端戳到眼睛。在 目前的眼睛滴管瓶子中，尖锐的施药器尖端带来戳到使用者眼睛的危险，可能导致对眼睛 的物理损坏，而且，由于与眼睛接触而使尖端暴露于细菌污染。同样，患者将污染药物的危 险扩展至眼睛滴管瓶子中并接着感染眼睛。另外，大量的药物从眼睛流出，或通过流泪反射 作用而被冲走。结果，这种给药方法也是不准确的，而且浪费。此外，眼睛滴管没有提供令 人满意的控制所分配的药物量的方式，也没有提供确保被分配的药物实际上落在眼睛上并 保持在眼睛上的方式。
[0006] 眼睛滴管也没有提供患者适应性的检验方式。即使在使用一周后，例如通过称重 瓶子可以校验眼睛滴管瓶子所分配药物的总容积，但这也不能提供每天的适应性记录。患 者可能错过一次剂量或多次剂量，并且在另一些场合可能会过度用药。而且，眼睛滴管向眼 睛输送滴剂的准确度差，使得即使可能已经分配药物也难以确定药物是否实际被输送到眼 睛中。
[0007] 传统上，压电液滴生成系统喷射流体的能力在很大程度上受到所采用的陶瓷的压 电材料性能的限制。多年来，人们一直在寻求性能可以与基于铅的系统相比的备选无铅压 电材料系统，以便满足世界各地的规定。这种材料系统仍然尚未出现。因此，非常需要一种 喷射系统的设计，其能够最小化对压电材料性质的依赖性，从而允许用较差的材料特性实 现类似的喷射。
[0008] 因此，需要一种输送装置，其能够向患者输送安全的、适合的和可重复的剂量，以 供眼部、身体局部、口部、鼻部或肺部使用。
【发明内容】
[0009] 根据本公开，提供了一种喷射装置，其包括：壳体；在壳体内容纳有一定体积流体 的储存器；与储存器中的流体流体连通的流体加载板；以及与流体加载板流体连通的喷射 机构，其中，流体加载板向喷射机构的后表面提供流体，喷射机构构造成通过至少一个开口 喷射液滴流。流体加载板可以构造成与喷射机构成平行布置地安置，以便向喷射机构的后 喷射表面提供流体。本公开的喷射装置能够输送限定体积的液滴形式的流体，其具有在应 用时提供充足的和可重复的高百分比沉积的性能。
[0010] 在这方面，根据本公开的重要考虑是不仅能够以易于使用的方式（例如通过向待 治疗的表面上喷射细雾）来输送药物，而且能够确保以任意取向稳定地向喷射或输送机构 提供药物。在一些实施方式中，在喷射装置倾斜的时候，即使倒置倾斜180度，喷射装置也 能够喷射液滴流。
[0011] 在某些实施例中，流体加载板可以包括用于从储存器向喷射装置的喷射机构输送 流体的毛细板流体输送装置，以及用于向患者输送安全的、适合的和可重复的剂量以便眼 部、身体局部、口部、鼻部或肺部使用的使用方法。毛细板可以包括流体储存器接口、喷射机 构接口和用于通过一个或多个包括毛细作用的机构引导流体至喷射机构的一个或多个流 体通道。
[0012] 在其它实施例中，流体加载板可以包括用于从储存器向喷射装置的喷射机构输送 流体的穿刺板流体输送系统。穿刺板流体输出系统，也被称为毛细板/穿刺板流体输送系 统，其可以包括：毛细板部分，所述毛细板部分包括位于穿刺板/毛细板流体输送系统与喷 射机构的后表面之间的流体保持区域，用于通过一个或多个包括毛细作用的机构引导流体 至喷射机构；和至少一个中空穿刺针，用于从储存器向流体保持区域传送流体。
[0013] 在某些方面，穿刺板流体输送系统可以包括第一配合部分和第二配合部分，其中， 储存器流体连通地附连至第二配合部分，第二配合部分包括可穿刺密封件。第一配合部分 可以形成用于第二配合部分的插孔，并且可以包括至少一个用于穿刺可穿刺密封件的中空 穿刺针。第一配合部分和至少一个穿刺针可以一体地形成。包括在第二配合部分中的可穿 刺密封件可以包括自密封硅酮。
[0014] 储存器，在此也被称为安瓿，其可以包括可收缩的柔性容器。储存器可以包括容器 和盖，其中储存器构造成使盖和容器形成能够容纳流体的容积。储存器可以构造成部分地 收缩（在海平面的高度下），并且能够膨胀以收容所述容积内气体的膨胀和防止泄漏。
[0015] 喷射机构可以包括联接至液滴生成板（在此简称为生成板）的喷射板和压电致 动器；生成板包括贯穿其厚度形成的多个开口，压电致动器可操作用以使喷射板振荡，从而 使生成板以一定频率振荡以生成液滴定向流。喷射板可以具有与生成板对齐的中心开口 区域，其中，压电致动器联接至喷射板的周边区域，以免阻塞生成板的多个开口。生成板的 多个开口可以配置在未被压电致动器覆盖的生成板的中心区域，并与喷射板的中心区域对 齐。可以控制所述开口的三维几何形态和形状（包括孔口直径和毛细管长度）及其在生成 板上的空间排列，以优化液滴定向流的生成。生成板可以由高模量聚合物材料形成，例如由 从包括下列材料的组中选出的材料形成：超高分子量聚乙烯（UHMWPE)，聚酰亚胺，聚醚酮 醚（PEEK)，聚偏二氟乙烯（PVDF)和聚醚酰亚胺。喷射机构可以构造成喷射液滴流，所喷射 的平均液滴直径大于15微米，液滴流夹带少量气流，使得液滴流在使用期间沉积在患者眼 睛上。
[0016] 喷射机构可以具有中心对称结构，其中，喷射板包括对称布置的安装结构，所述对 称布置的安装结构具有对称构造，液滴从对称结构的中心区域喷射到所述对称构造中。压 电致动器可以引发联接至喷射板的生成板的共振放大，以提供更多不同的压电常数。喷射 板可以由高模量聚合材料制成，压电致动器可以是无铅或基本无铅的。
[0017] 液滴可以形成尺寸分布，每种分布具有一平均液滴尺寸。平均液滴尺寸可以在大 约15微米到超过400微米的范围内，例如，大于20微米到大约400微米，大约20微米到大 约200微米，大约100微米到大约200微米，大约20微米到大约80微米，大约25微米到大 约75微米，大约30微米到大约60微米，大约35微米到大约55微米等。但是，取决于预定 应用，平均液滴尺寸可以达到2500微米。进一步地，液滴的平均初始速度可以为大约0. 5m/ s到大约100m/s，例如，大约0. 5m/s到大约20m/s，大约0. 5m/s到大约10m/s，大约lm/s到 大约5m/s，大约lm/s到大约4m/s，大约2m/s，等等。在此所使用的喷射尺寸和初始速度是 液滴离开喷射板时的尺寸和初始速度。被导向目标的液滴流将导致包括其组成的大部分液 滴沉积在目标上。
[0018] 喷射机构和流体加载板可以组合形成一限定喷射组件的单元，喷射组件包括与喷 射机构流体连通的流体加载板，这样，流体加载板向喷射机构的后表面提供流体，喷射机构 构造成喷射液滴流。在某些实施例中，喷射组件还可以包括与流体加载板流体连通的储存 器。
[0019] 喷射装置还可以包括自动关闭系统，所述自动关闭系统基本上能够减少结晶、蒸 发和污染危险。自动关闭系统可以包括用户激活滑板，所述用户激活滑板密封地接合至少 围绕生成板上的孔而形成的垫圈或密封件，并且可在使孔暴露的打开位置与孔由滑板覆盖 的关闭位置之间滑动。滑板可借助于弹簧朝关闭位置偏压。滑板可以包括构造成在滑板位 于打开位置时与生成板上的孔成重合的开口。自动关闭系统可以包括用以在关闭位置时确 保用足够的压力将滑板压靠在密封件上的装置。
[0020] 进一步地，根据本公开，提供了一种用于液滴喷射装置的自动关闭系统，所述自动 关闭系统基本上能够减少结晶、蒸发和污染危险。
[0021] 更进一步地，根据本公开，提供了一种制造用于喷射适合于眼部、身体局部、口部、 鼻部或肺部使用的高粘性流体的生成板的方法，包括激光微加工材料，形成贯穿材料厚度 的三维开口，每个开口均限定了进入腔和毛细通道，其中所述开口包括总节距长度。
[0022] 更进一步地，根据本公开，提供了一种向患者眼睛输送一定体积的眼用流体的方 法，所述方法包括从喷射板的开口喷射容纳于储存器中的眼用流