RS51295B - Mikrostrukturisana mlaznica visokog pritiska sa integrisanom filterskom funkcijom - Google Patents

Abstract

Mikrostrukturisana mlaznica sa filterom, ulazom za nefiltrirani fluid i izlazom za isfiltrirani fluid, pri čemu ova mlaznica sadrži:jednu u suštini ravnu osnovnu ploču (1) ijednu prekrivnu ploču koja se može pričvrstiti za nju;glavni filter koji je izveden kao primarna struktura, sa više ispusta (7) koji su raspoređeni jedni pored drugih u nizovima (3), predstavljaju integralne komponente osnovne ploče (1) i pružaju se sa nje, pri čemu su ispusti (7) međusobno razdvojeni kanalima (8) koji formiraju putanju za fluid kroz mlaznicu od njenog ulaza do izlaza, dok prekrivna ploča, kada je pričvršćena za osnovnu ploču, pokriva ispuste (7) i kanale (8); isabirnu komoru (50a) za filtrat koja je smeštena iza glavnog filtera u smeru strujanja,naznačena time,što je u sabirnoj komori (50a) za filtrat izvedena sekundarna struktura (50) koja sadrži veći broj integrisanih elemenata (51) koji se pružaju sa osnovne ploče (1) i/ili prekrivne ploče i imaju prečnik od 0,005 mm do 0,02 mm.Prijava sadrži još 14 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Oblast tehnike

Predmetni pronalazak se odnosi na mikrostrukturisanu mlaznicu visokog pritiska sa integrisanom filterskom funkcijom za raspršivač koji je namenjen za raspršivanje medicinskih tečnosti pod visokim pritiskom. Predmetni pronalazak pripada oblasti ručnih uređaja za raspršivanje za pojedinačno korišćenje iz kojih ističe tečnost ili drugi tečljivi materijal delovanjem korisnika u momentu upotrebe, kao i oblasti uređaja za uticanje na respiratorni sistem pacijenta pomoću gasova, a prema MKP8 je označen sa oznakama B05B11/00 i A61M 15/00.

Stanje tehnike

Značaj inhalacione terapije u lečenju respiratornih bolesti kao što su astma ili COPD

(hronična opstruktivna bolest pluća; engl. chronic obstructive pulmonarv disease)

neprekidno raste.

Pošto je došlo do zabrane formulacija sa pogonskim gasovima na bazi fluoro - hloro - ugljenika, usledio je uspešan razvoj podjednako delotvornih ili čak još boljih pristupa za stvaranje aerosola namenjenih za inhalaciju u pluća.

U međunarodnim prijavama patenata WO 91/14468 i WO 97/12687 je opisan taj novi pristup za inhalatore koji nisu karakterisani samo time što stvaraju aerosol bez pogonskih gasova na vodenoj bazi koji se dobro toleriše i čija raspodela kapljica je posebno prilagođena za apsorpciju u plućima, već takođe imaju i podesnu veličinu koja se može uporediti sa veličinom poznatih inhalatora sa pogonskim gasovima

Ovakav raspršivač, koji je takođe poznat pod nazivom Respimat<®>, može raspršivati tečne farmaceutske rastvore, i to prvenstveno u količini manjoj od 20 mikrolitara, jednim aktiviranjem, odnosno jednim hodom klipa u aerosol sa prosečnom veličinom čestica manjom od 10 mikrona. Kao rezultat ovoga pacijentu se može davati terapeutski delotvorna doza leka u malim zapreminama.

Kod ovog raspršivača farmaceutski rastvor se najpre pumpa iz rezervoara kroz kanilu sa integrisanim telom ventila u kompresionu komoru, a odatle pod dejstvom visokih pritisaka do 500 bar kroz mlaznicu gde se pretvara u aerosol namenjen za udisanje u pluća i raspršuje se. Pritisak se generiše pomoću zavojne opruge koju pre svakog aktiviranja uređaja pacijent ponovo nateže dejstvujući malom silom. U isto vreme dok se opruga nateže, kompresiona komora se puni farmaceutskim rastvorom. Detalji ovog mehanizma mogu se naći na Fig. 6a i 6b u WO 97/12687.

Ovaj raspršivač se u suštini sastoji od:

- gornjeg dela kućišta,

- mlaznice u gornjem delu kućišta,

- kućišta opruge koje je spojeno sa gornjim delom kućišta i na kome je postavljen donji deo kućišta, ■ spremišnog rezervoara koji se može umetnuti u unutrašnjost definisanu kućištem opruge i - šupljeg klipa sa integrisanim telom ventila, pri čemu šuplji klip se pruža od spremišnog rezervoara prema mlaznici.

U gornjem delu kućišta se takođe nalazi i kućište pumpe na čijem jednom kraju je smešteno telo mlaznice sa mlaznicom ili sklopom mlaznice. Šuplji klip je takođe otvoren prema kućištu pumpe. Između njega i mlaznice nalazi se kompresiona komora.

Kućište opruge je obrtno spojeno sa gornjim delom kućišta i opruga se nateže do kraja obrtnim pomeranjem ustavljačko - nateznog mehanizma u gornjem delu kućišta.

Natezanjem opruge se pomera pogonska prirubnica koja je smeštena u gornjem delu kućišta opruge i sa koje visi šuplji klip.

Šuplji klip sa telom ventila odgovara uređaju koji je opisan u WO 97/12687.

Kao mlaznica se prvenstveno koristi mlaznica ili telo mlaznice izrađene

mikrotehnologijom. Telo mikrostrukturisane mlaznice ove vrste je opisano, na primer, u WO 94/07607 ili WO 99/16530. Mlaznica koja je opisana u WO 99/16530 predstavlja polaznu tačku za predmetni pronalazak. Zbog toga se vrši poziv na ceo dokument WO 99/16530, a posebno na primer izvođenja za koji je zatražena zaštita sa EP 1017469 BI, sa svim njegovim karakteristikama.

Telo mlaznice se sastoji, na primer, od dve pločice od stakla i/ili silicijuma koje su međusobno čvrsto spojene, od kojih bar jedna pločica ima jedan ili više mikrostrukturisanih kanala koji spajaju ulaznu stranu mlaznice sa izlaznom stranom mlaznice. Izlazna strana mlaznice sa otvorima mlaznice prvenstveno se nalazi sa suprotne strane od ulazne strane mlaznice.

Ulazna strana mlaznice ima jedan ili više ulaza za fluid. Ulaz ili ulazi mogu biti izvedeni kao predfilter ili predfilteri. Alternativno tome, predfilter može biti postavljen odvojeno i to nizvodno od ulaza u smeru strujanja.

Posle prolaska kroz predfilter fluid struji kroz glavni falter koji obrazuje veći broj ispusta.

Iza glavnog filtera posmatrano u smeru strujanja se nalazi sabirna komora za filtrat koja je namenjena za isfiltrirani fluid.

Fluid struji iz sabirne komore za fluid prema izlazu koji je prvenstveno izveden u obliku mlaznice sa jednim ili više otvora mlaznice.

Glavni filter sadrži veći broj ispusta raspoređenih u nizovima, a prvenstveno u cik - cak konfiguraciji, koji se pružaju sa prvenstveno ravne osnovne ploče i zbog toga predstavljaju integralni deo osnovne ploče. Na taj načinje formiran veći broj kanala između ispusta, osnovne ploče i prekrivne ploče. Ovo kanali obrazuju prolaz od ulazne strane prema izlaznoj strani filterske mlaznice. Rastojanje između osnovne ploče u oblasti ispusta i prekrivne ploče u okviru niza ispusta je približno iste veličine kao i širina kanala na strani ispusta gde fluid ulazi u niz kanala. Nefiltrirani fluid ulazi u filter kroz jedan ili više izduženih ulaznih proreza. Ulazni prorez, odn. prorezi su približno iste visine kao i ispusti koji se pružaju sa osnovne ploče na ulaznoj strani filtera.

Osnovna ploča je prvenstveno napravljena od silicijuma. Ova ploča je sa gornje strane prvenstveno pokrivena staklenom pločom.

Da bi se izradile mlaznice treba izvršiti sledeće korake:

- strukturisati seriju osnovnih ploča;

- međusobno spojiti seriju osnovnih ploča i prekrivnih ploča; i

- razdvojiti pojedinačne sklopove mlaznica.

Osnovna ploča se prvenstveno strukturiše tehnikama nagrizanja na način koji je poznat kao takav. Visina napred opisanih struktura iznosi između 2 i 40 mikrona, obično između 3 i 20 mikrona, te prvenstveno između 4 i 14 mikrona, a posebno poželjno između 5 i 7 mikrona. Materijal koji se koristi za osnovnu ploču prvenstveno je monokristalni silicijum, koji je jeftin i može se lako nabaviti u stanju u kome je dovoljno ravan i paralelan i ima malu hrapavost površine (tj. u obliku veoma tanke ploče) i može se pričvrstiti za prekrivnu ploču bez dodatnog korišćenja adheziva ili drugih materijala tokom pratećeg procesa vezivanja. Da bi se istovremeno napravio veći broj sklopova mlaznica, od jedne silicijumske ploče se izrađuje veći broj osnovnih ploča.

Posle strukturiranja silicijumska ploča se čisti. Posle toga silicijumska ploča se pričvršćuje za prekrivnu ploču anodnim vezivanjem (upor. US patent br. 3,397,278 od 13. avgusta 1968., Pomerantz et al.).

Podesne prekrivne ploče mogu biti, na primer, staklene ploče od alkalno - borosilikatnog stakla, npr. Pyrex (H 7740 Corning) iliTempax (Schott). One se mogu pričvrstiti anodnim vezivanjem silicijuma i stakla.

Posle procesa vezivanja kompozitna struktura se deli na pojedinačne sklopove (npr. kvadrate) primenom dijamantske cirkularne testere sa velikom brzinom obrtanja.

Ovaj poznati filter je realizovan tako da se ostvari ekonomična proizvodnja mlaznica ove vrste namenjenih za inhalator napred navedenog tipa (Respimat<®>).

Kao iznenađujuće se pokazalo da pojedinačne mlaznice kao takve imaju ravnomerniju šemu raspršivanja koja je podesna za dugotrajnu upotrebu ukoliko se modifikuje konfiguracija mikrostruktura unutar mlaznice.

Tehnički problem

Polazeći od navedenog stanja tehnike, cilj predmetnog pronalaska je da se realizuje mlaznica kod koje je poboljšana prosečna šema raspršivanja kroz veći broj mlaznica.

Sledeći cilj je da se realizuje mlaznica kod koje je izbegnuto značajnije povećanje otpora pri strujanju kroz mlaznicu.

Naredni cilj je realizacija mlaznice prema pronalasku koja se može primeniti u inhalatoru Respimat<®>tipa.

Suština<p>ronalaska

Ovi ciljevi su ostvareni time što je kod mlaznice navedenog tipa u području između filterske strukture i izlaza mlaznice, ti. sabirne komore za filtrat izveden drugi tip mikrostrukture koji se razlikuje od filterske strukture. U nastavku se ovaj drugi tip mikrostrukture naziva sekundarnom strukturom, dok se filterska struktura naziva primarnom strukturom. Posmatrano u smeru strujanja ova sekundarna struktura se nalazi iza primarne strukture.

Prema pronalasku, da bi se formirala sekundarna struktura u sabirnoj komori za filtrat su izvedeni dodatni integrisani elementi. Oni prvenstveno predstavljaju cilindrične ispuste koji se pružaju sa površine osnovne ploče prema prekrivnoj ploči. Oni prvenstveno predstavljaju cilindre kružnog poprečnog preseka.

Prvenstveno se primenjuju integrisani elementi čija visina odgovara visini sabirne komore za filtrat

Integrisani elementi mogu biti izrađeni na osnovnoj ploči.

U prvenstvenim primerima izvođenja, integrisani elementi su raspoređeni u paralelnim nizovima u ABAB rasporedu, a prvenstveno na jednakim rastojanjima u okviru nizova A i B, kao i između nizova A i B. Pri tome su susedni nizovi A i B prvenstveno pomereni u smeru strujanja za prečnik integrisanih elemenata. Primenom integrisanih elemenata kružnog poprečnog preseka formira se geometrija u kojoj svaki od integrisanih elemenata obrazuje centar jednakostraničnog šestougaonika, čiji svaki ugao obrazuje susedni integrisani element (šestougaoni raspored). Naravno da ovo važi samo delimično ili čak da uopšte ne važi za integrisane elemente koji su smešteni na ivici.

Dimenzije integrisanih elemenata se biraju tako da u suštini ne povećavaju otpor pri strujanju. Ovo je ostvareno na taj način što su rastojanja između integrisanih elemenata, koji obrazuju protočni kanal za fluid takva daje rezultujuća površina poprečnog preseka upravna na smer strujanja koja je efektivno propusna za fluid veća od odgovarajuće površine poprečnog preseka protočnih kanala koje obrazuju filterske strukture. Na taj način strukture glavnog filtera najjače utiču na karakteristike strujanja fluida unutar mlaznice.

Poprečni presek integrisanih elemenata je prvenstveno takav da se otpor pri strujanju fluida koji proriče minimizira. Zato su prvenstveni okrugli ili ovalni poprečni presek. Kao alternativa napred opisanim poprečnim prečnicima, oni takođe mogu biti trouglasti, trapezni ili pravougaoni, pri čemu odgovarajući uglovi mogu biti usmereni u smeru strujanja.

Takođe mogu biti realizovani i primeri izvođenja kod kojih su dimenzije i rastojanja integrisanih elemenata jednih u odnosu na druge prvenstveno takvi da utiču na isparljivost rastvora usled dejstva površinskog napona fluida.

Najpoželjnije je da se integrisani elementi nalaze na rastojanju u opsegu od 0,005 mm do 0,02 mm. Prema sledećoj poželjnoj karakteristici sami integrisani elementi imaju prečnik u opsegu od 0,005 mm do 0,02 mm. Pri tome bi pomenuta rastojanja trebala da budu veća od najmanjih rastojanja struktura koje formiraju cik - cak oblikovanu filtersku strukturu.

Gustina integrisanih elemenata iznosi prvenstveno 200000 do 300000 po kvadratnom centimetru, a još poželjnije 250000 po kvadratnom centimetru.

Međutim, utvrđeno je i daje podesno da integrisani elementi budu izvedeni sa konkavnim, ili alternativno tome, konveksnim spoljašnjim zidom.

Strukture glavnog filtera su prvenstveno ispusti koji se pružaju u cik - cak konfiguraciji po celoj širini unutrašnjosti mlaznice. Pri tome su vrhovi u ovoj konfiguraciji usmereni naizmenično u smeru ulaza i u smeru izlaza. Imaginarna srednja linija koja se nalazi pod pravim uglom u odnosu na glavni smer strujanja deli konfiguraciju na dve oblasti približno iste veličine.

Zbog cik - cak rasporeda integrisanih elemenata glavnog filtera, smer fluida se menja u suštini pod pravim uglom, posmatrano u odnosu na originalni smer strujanja. Zatim se u sabirnoj komori za fluid smer strujanja ponovo menja, ovaj put nazad u suprotnom smeru od prvog smera rotacije, pod unutrašnjim uglom manjim od 90 stepeni.

Napred navedeni ispusti mogu biti raspoređeni jedan pored drugog po celoj širini filtera da bi formirali cik - cak konfiguraciju.

U prvom prvenstvenom primeru izvođenja integrisani elementi su izvedeni na izlaznoj strani u smeru strujanja iza cik - cak konfiguracije. Pri tome se integrisani elementi mogu pružati od imaginarne srednje linije cik - cak konfiguracije do otvora mlaznice. Alternativno tome, u jednom drugom primeru izvođenja integrisani elementi mogu biti izvedeni do vrhova filterskog sistema koji se pružaju u smeru ulaza, ali prvenstveno uz izuzetak oblasti ispred cik - cak konfiguracije.

U trećem alternativnom primeru izvođenja, integrisani elementi mogu biti raspoređeni u smeru strujanja i ispred, kao i iza cik - cak konfiguracije.

U alternativnom primeru izvođenja ispusti glavnog filtera mogu biti raspoređeni kaskadno u nekoliko nizova. Ispusti koji su raspoređeni bliže ulaznoj strani filtera mogu biti veći od ispusta koji se nalaze bliže izlaznoj strani filtera.

Rastojanje između ravne osnovne ploče i ravne prekrivne ploče u oblasti svakog kaskadno raspoređenog niza ispusta je približno jednako širini kanala na strani ispusta gde fluid ulazi u niz kanala. Ovo rastojanje iznosi između polovine i dvostruke širine kanala. Ovo rastojanje može se smanjivati od niza do niza - posmatrano u smeru strujanja. Zbog toga na svojoj ulaznoj strani za fluid kanali imaju približno kvadratni poprečni presek.

U svim primerima izvođenja rastojanje između ravne osnovne ploče u oblasti ispusta i ravne prekrivne ploče u okviru niza ispusta glavnog filtera može biti konstantno. Rastojanje može biti veće u oblasti kraja niza koji je bliži izlaznoj strani filtera nego u oblasti kraja niza koji je bliži ulaznoj strani filtera. Ovo rastojanje se može povećavati u suštini prvenstveno linearno od jednog kraja niza ispusta prema drugom.

Sučeone strane dva susedna niza ispusta definišu spojnu komoru u koju struji fluid iz svih kanala između ispusta prvog niza i iz koje fluid struji u sve kanale između ispusta susednog niza. Ispred prvog niza ispusta glavnog filtera nalazi se sabirna komora izduženog poprečnog preseka u koju utiče nefiltrirani ili grubo filtrirani fluid i iz koje fluid ističe u sve kanale između ispusta prvog niza. Iza poslednjeg niza ispusta se nalazi sabirna komora za filtrat izduženog poprečnog preseka u koju utiče fluid iz svih kanala poslednjeg niza i iz koje se ispušta isfiltrirani fluid.

Ispusti glavnog filtera mogu imati oblik rebara koja su prava ili zakrivljena, posmatrano u smeru strujanja. Osim toga, ispusti mogu biti u obliku - prvenstveno pravih - stubića bilo kog željenog poprečnog preseka, a prvenstveno kružnog ili višeugaonog poprečnog preseka.

Dužina kanala koji se pružaju između rebara je najmanje dvostruko veća od njihove visine na ulaznoj strani za fluid. Poprečni presek kanala je približno kvadratnog oblika ili u obliku bureta ili trapezni; u poslednjem slučaju duža strana trapeza može biti formirana prekrivnom pločom. Kanali mogu imati, na primer, dužinu od 5 do 50 mikrometara, visinu od 2,5 do 25 mikrona i širinu od 2,5 do 25 mikrona. Širina kanala može rasti prema izlaznoj strani.

Rastojanje između nizova ispusta glavnog filtera prvenstveno je dva puta veće od širine kanala na ulaznoj strani. Nizovi ispusta mogu se pružati međusobno paralelno ili u obliku meandra ili prvenstveno u cik - cak konfiguraciji. Nizovi koji su raspoređeni u cik - cak konfiguraciji mogu biti nagnuti jedni prema drugima pod uglom od 2 do 25 stepeni.

Kao rezultat dejstva niza ispusta raspoređenih u cik - cak konfiguraciji, čestice koje treba da se isfiltriraju se prvo istalože u oblastima na ulaznoj strani za fluid smeštenim bliže izlaznoj strani filtera, dok se rastojanje između nizova ispusta postepeno povećava polazeći od oblasti izlazne strane filtera. Filter se onda ne blokira kompletno i kapacitet filtera se koristi sve dok se ulazni prostor između dva niza ispusta skoro u potpunosti ne ispuni česticama koje treba da se isfiltriraju.

Stepen separacije filtera je relativno jasno definisan zahvaljujući fluktuacijama dimenzija kanala. Filter ne zahteva bilo kakav usmerivač odn. razvodnik dolaznog toka fluida koji treba da bude filtriran, niti bilo kakav sabirnik odn. kolektor filtrata za fluid koji je isfiltriran.

Isfiltrirani fluid koji se sakuplja u sabirnoj komori za fluid se dalje vodi prema mlaznici. Ona prvenstveno ima dva otvora koja su nagnuta jedan prema drugom. Na taj način se fluid pomoću mlaznice deli u dve struje koje su usmerene jedna prema drugoj, tako da se susreću iza otvora mlaznice.

U prvenstvenim primerima izvođenja, u unutrašnjosti mlaznice u smeru strujanja je prvo izvedena primarna filterska struktura, a onda i sekundarna filterska struktura. Filterska struktura se pruža po celoj širini komore koja je formirana u unutrašnjosti mlaznice, a po dužini prvenstveno na 30 do 70%, a još poželjnije na 40 do 50% cele dužine komore formirane u unutrašnjosti mlaznice. Filterska struktura prvenstveno počinje neposredno iza mlaznice ili na njenom ulazu. U posebno poželjnim primerima izvođenja filterska oblast ima dva tipa filterskih sistema: prethodni grubi filter i fini glavni filter. Grubi filter može biti formiran jednim jedinim nizom strukturnih elemenata postavljenih paralelno po celoj širini komore. Glavni filter prvenstveno ima cik - cak konfiguraciju koja je napred opisana. Sekundarna struktura je onda izvedena u oblasti između kraja filtera i izlaza mlaznice.

Mlaznica prema pronalasku može biti napravljena napred navedenim postupcima od metala, silicijuma, stakla, keramike ili plastike. Osnovna ploča može biti napravljena od istog materijala kao i prekrivna ploča ili od različitog materijala. Filter je podesan za rad pod visokim pritiscima, npr. do 30 MPa (300 bar).

Za razliku od postupka koji je poznat iz stanja tehnike, pri proizvodnji mlaznice prema pronalasku na donjoj strani mikrostrukturisane silicijumske ploče koja treba da se čvrsto spoji za staklenu ploču se postavlja adhezivni film, odn. folija pre nego što od pomenute ploče počnu da se izrađuju pojedinačne mlaznice.

Mikrostrukturisana filterska mlaznica prema pronalasku je od posebnog značaja za filtriranje i raspršivanje farmaceutske kompozicije rastvorene u rastvaraču namenjene za stvaranje aerosola za davanje inhalacijom. Podesni rastvarači su voda ili etanol ili njihove smeše. Podesni farmaceutski preparati obuhvataju, na primer, berotek (fenoterol hidrobromid), atrovent (ipratropijum bromid), berodual (ipratropijum bromid plus fenoterol hidrobromid), salbutamol (kao sulfat ili slobodnu bazu), kombivent (ipratropijum bromid plus salbutamol), oksivent, tiotropijum bromid i druge.

Zbog toga predmetni pronalazak ne obuhvata samo napred opisane mlaznice prema pronalasku, već takođe i postupak za njihovu velikoserijsku proizvodnju, kao i inhalatore, a prvenstveno one Respimat<®>tipa, koji sadrže ove mlaznice i kojima se prvenstveno mogu raspršavati medicinske aktivne formulacije za inhalaciju. Mikrostrukturisana filterska mlaznica prema pronalasku osim napred navedenih ima i sledeće prednosti: - zahvaljujući velikom broju kanala na maloj površini ona ostaje u funkciji čak i ako se neki kanali blokiraju kontaminantima iz fluida. Ovo svojstvo je kritično za upotrebljivost tj. korisnost filtera, kada je kombinovan sa napred navedenom mlaznicom. Naime, kada se ova mlaznica koristi u raspršivaču za davanje leka, onda otkazivanje raspršivača tokom predviđenog perioda korišćenja može imati ozbiljne posledice za korisnika. - oblik, površina poprečnog preseka i dužina kanala su definisani unutar uskih granica. Prema jednom posebnom primeru izvođenja, dimenzije svih kanala u unutrašnjosti filtera su iste. - poprečni presek kanala može se prilagoditi tako da odgovara i drugim zahtevima, npr. tako da odgovara poprečnom preseku mlaznice koja se nalazi nizvodno od njih.

- u maloj filterskoj zapremini može biti smeštena velika filterska površina.

- strujanje fluida pre nego što uđe u kanale između nizova raspoređenih u cik - cak konfiguraciji u suštini je usmereno upravno na strujanje u kanalima. - otvorena filterska površina (zbir površina poprečnih preseka svih kanala) iznosi najmanje 50% ukupne filterske površine. - filter ima malu mrtvu tj. nekorisnu zapreminu, a posebno kada je gustina integrisanih elemenata velika. - mlaznice se mogu izrađivati masovno, u velikim serijama uz mali procenat škarta - zahvaljujući integrisanim elementima procesi kristalizacije ili taloženja u farmaceutskom fluidu u sabirnoj komori za filtrat su redukovani. - konačno, promena strukture mlaznice prema pronalasku omogućava da se pri velikoserijskoj proizvodnji udeo mlaznica koje nemaju trajnu ravnomemu šemu raspršivanja smanji približno za faktor 100, tj. sa 0,1 - 0,5% na 0,001 - 0,005%.

Kratak opis slika nacrta

Pronalazak će sada biti detaljnije opisan sa pozivom na slike nacrta na kome:

Fig. 1 predstavlja filtersku mlaznicu posmatranu sa strane pre postavljanja prekrivne

ploče,

Fig. 2 predstavlja u većoj razmeri raspored ispusta u nizovima sa Fig. 1,

Fig. 3 predstavlja presek A-A sa Fig. 2,

Fig. 4 predstavlja nekoliko primera izvođenja ispusta posmatranih sa strane pre

postavljanja prekrivne ploče u većoj razmeri,

Fig. 5 predstavlja preseke različitih rebara u većoj razmeri,

Fig. 6 predstavlja različite rasporede ispusta,

Fig. 7 prikazuje orijentaciju rebara u odnosu na smer ulaska struje fluida u većoj

razmeri,

Fig. 8a prikazuje uzdužni presek kroz raspršivač sa nategnutom oprugom,

Fig. 8b prikazuje uzdužni presek kroz raspršivač sa otpuštenom oprugom.

Detaljni opispronalaska

Fig. 1 prikazuje primer izvođenja filterske mlaznice, posmatrane sa strane koja je u početku otvorena, a koja se posle toga pokriva sa prekrivnom pločom (nije prikazana). Osnovna ploča 1 je mikrostrukturisana između ivičnih oblasti 2a, 2b. Nizovi 3 ispusta su raspoređeni u cik - cak; nizovi 3 su nagnuti jedni prema drugima pod uglom a (alfa). Na ulaznoj strani za fluid ispred cik - cak konfiguracije se nalazi sledeći niz ispusta 4 koji deluje kao predfilter. Ispred ispusta 4 se nalaze ulazni prorezi 5 kroz koje nefiltrirani fluid ulazi u filter. U ovom primeru izvođenja pored filtera se nalazi mlaznica 6 iz koje izlazi isfiltrirani fluid. Mlaznica 6 je integralni deo osnovne ploče 1. Prostor koji se nalazi između filterskih nizova 3 i mlaznice 6 je sabirna komora 50a za nitrat. U njoj je između osnovne ploče 1 i prekrivne ploče smeštena sekundarna struktura 50. Ova sekundarna struktura 50 sadrži veliki broj integrisanih elemenata 51 koji se pružaju između ove dve ploče. Delimično uvećanje koje je prikazano sa desne strane prikazuje realizovano stanje. Rastojanja između integrisanih elemenata 51 iznose prvenstveno 0,02 mm od centra do centra tih elemenata. Isto tako, prečnik integrisanih elemenata 51 u idealnom slučaju je 0,01 mm.

Fig. 2 prikazuje u većoj razmeri raspored ispusta u nizovima 3. U ovom slučaju ispusti 7 su pravougaona rebra. Fig. 3 prikazuje poprečni presek kroz niz ispusta duž linije A - A sa Fig. 2. Ispusti 7 imaju konkavno zakrivljene uzdužne strane između kojih se nalaze kanali 8 sa poprečnim presekom u obliku bureta. Fig. 4 prikazuje nekoliko primera izvođenja ispusta, posmatranih sa strane filtera koja je u početku otvorena. Slika prikazuje pravougaono rebro 11, izduženo rebro 12 sa konstantnom širinom i zaobljenim kraćim stranama, rebro 13 u obliku krila, rebro 14 sa konstantnom širinom i jednom kosom kraćom stranom i zakrivljeno rebro 15 u obliku segmenta kruga. Slika takođe prikazuje: kvadratni stubić 16, trougaoni stubić 17, okrugli stubić 18 i osmougaoni stubić 19. Fig. 5 prikazuje preseke različitih rebara, a posebno pravougaoni poprečni presek 21, poprečni presek 22 sa konkavno zakrivljenim uzdužnim stranama, trapezni poprečni presek 23, pri čemu je duža strana trapeza spojena sa osnovnom pločom 1, trapezni poprečni presek 24, pri čemu je kraća strana trapeza spojena sa osnovnom pločom 1 i rebro 25 sa dve zaobljene uzdužne ivice. Fig. 6 prikazuje različite rasporede ispusta, pri čemu su ispusti - nezavisno od njihovog oblika - prikazani tačkama različitih veličina. Ispusti mogu biti raspoređeni u vidu matrice 31 ili linearno u nizu 32 ili u obliku meandra 33 ili cik - cak obliku 34. Više ispusta koji su raspoređeni u nizu 35 u obliku meandra ili u cik - cak obliku 36 mogu biti raspoređeni kaskadno jedni iza drugih. Fig. 7 prikazuje orijentaciju rebara u odnosu na smer ulaska struje 41 fluida. Rebra 42 su raspoređena paralelno smeru ulaska struje fluida, dok su rebra 43 raspoređena upravno na smer ulaska struje fluida, a rebra 44 su nagnuta pod različitim uglovima u smeru ulaska struje fluida. Fig. 8a/b, koje su identične sa Fig. 6a/b iz WO 97/12687, prikazuju raspršivač Respimat<®>pomoću koga se prema pronalasku prvenstveno mogu inhalirati vodeni preparati. Pri tome Fig. 8a prikazuje uzdužni presek kroz raspršivač sa nategnutom oprugom, dok Fig. 8b prikazuje uzdužni presek kroz raspršivač sa otpuštenom oprugom. Kao što se sa ovih slika vidi, gornji deo 77 kućišta sadrži kućište 78 pumpe, na čijem kraju je postavljen držač 79 za mlaznicu za raspršivanje. U držaču 79 se nalazi telo 80 mlaznice i filter 55. Šuplji klip 57, koji je pričvršćen u pogonskoj prirubnici 56 ustavljačko - nateznog mehanizma, pruža se delimično u cilindar kućišta 78 pumpe. Na svom kraju šuplji klip 57 nosi telo 58 ventila. Šuplji klip 57 je zaptiven pomoću zaptivke 59. Unutar gornjeg dela 77 kućišta nalazi se graničnik 60 na koji naleže pogonska prirubnica 56 kada je opruga 68 otpuštena. Na pogonskoj prirubnici 56 se nalazi graničnik 61 na koji naleže pogonska prirubnica 56 kada je opruga 68 napregnuta. Posle natezanja opruge 68 ustavljački element 62 se potiskuje između graničnika 61 i oslonca 63 u gornjem delu kućišta. Dugme 64 za aktiviranje je povezano sa ustavljačkim elementom 62. Gornji deo 77 kućišta se završava delom 65 za stavljanje u usta i zatvoren je sa zaštitnim poklopcem 66 koji se može nataći na njega.

Kućište 67 opruge sa kompresionom oprugom 68 je obrtno uležišteno pomoću uskočne izbočine 69 i obrtnog ležaja u gornjem delu 77 kućišta. Donji deo 70 kućišta se potiskuje pomoću kućišta 67 opruge. Unutar kućišta 67 opruge nalazi se izmenljivi spremišni rezervoar 71 za fluid 72 koji se raspršuje. Spremišni rezervoar 71 je zatvoren sa čepom 73, kroz koji se u spremišni rezervoar pruža 71 šuplji klip 57 koji je svojim krajem uronjen u fluid 72 (zalihu rastvora aktivne materije).

U zidu kućišta 67 opruge postavljeno je navojno vreteno 74 mehaničkog brojača. Na kraju navojnog vretena 74, koji je okrenut prema gornjem delu 77 kućišta, nalazi se pogonski točkić 75. Na navojno vreteno 74 naseda zaustavljao 76.

Raspršivač kojim treba da se stvori aerosol od fluida koji sadrži lek ima mlaznicu prema pronalasku koja je slična mlaznici koja je prikazana na Fig. 1.

Sada će biti opisan prvenstveni primer izvođenja. Date brojne vrednosti predstavljaju poželjne brojne vrednosti sa odstupanjima od 20%. Mlaznica 6 ove vrste ima osnovnu ploču 1 širine 2,6 mm i dužine od oko 5 mm. Na širini od oko 2 mm ona prvenstveno ima 40 redova ispusta 7 koji su raspoređeni u cik - cak konfiguraciji. Svaki niz 3 ima dužinu od 1,3 mm. Ispusti 7 su pravougaona rebra koja su duga 10 mikrona i široka 2,5 mikrona; ona se pružaju 5 mikrona sa osnovne ploče. Između ispusta 7 se nalaze kanali 8 koji su visoki 5 mikrona i široki 3 mikrona. Integrisani elementi 51 sekundarne strukture 50 imaju prečnik od 0,01 mm. Rastojanje između integrisanih elemenata 51 iznosi takođe 0,01 mm. Na ulaznoj strani za fluid u mlaznici 6 se nalazi niz od 10 pravougaonih rebara koja imaju dužinu od 200 mikrona i širinu od 50 mikrona; ona imaju visinu od 100 mikrona i širinu od 150 mikrona. Na rastojanju od oko 300 mikrona ispred niza rebara se nalazi ulazni prorez koji ima širinu od 22 mm i visinu od 100 mikrona.

Iza niza 3 ispusta 7 raspoređenih u cik - cak konfiguraciji se nalazi sabirna komora 50a za filtrat koja je visoka 5 mikrona i postepeno se sužava od širine od 2 mm i otvorena je prema mlaznici 6 pravougaonog poprečnog preseka koja ima visinu od 5 mikrona i širinu od 8 mikrona. Ovaj otvor mlaznice 6 se izrađuje istovremeno sa mikrostrukturiranjem osnovne ploče 1.

Na Fig. 1 je takođe prikazana srednja linija 52 koja se pruža između nizova 3 raspoređenih u cik - cak konfiguraciji približno na polovini rastojanja između vrha 53 na ulaznoj strani i vrha 54 na izlaznoj strani.

Claims (15)

1. Mikrostrukturisana mlaznica sa filterom, ulazom za nefiltrirani fluid i izlazom za isfiltrirani fluid, pri čemu ova mlaznica sadrži: jednu u suštini ravnu osnovnu ploču (1) i jednu prekrivnu ploču koja se može pričvrstiti za nju; glavni filter koji je izveden kao primarna struktura, sa više ispusta (7) koji su raspoređeni jedni pored drugih u nizovima (3), predstavljaju integralne komponente osnovne ploče (1) i pružaju se sa nje, pri čemu su ispusti (7) međusobno razdvojeni kanalima (8) koji formiraju putanju za fluid kroz mlaznicu od njenog ulaza do izlaza, dok prekrivna ploča, kada je pričvršćena za osnovnu ploču, pokriva ispuste (7) i kanale (8); i sabirnu komoru (50a) za filtrat koja je smeštena iza glavnog filtera u smeru strujanja, naznačena time, što je u sabirnoj komori (50a) za filtrat izvedena sekundarna struktura (50) koja sadrži veći broj integrisanih elemenata (51) koji se pružaju sa osnovne ploče (1) — i/ili prekrivne ploče i imaju prečnik od 0,005 mm do 0,02 mm.

2. Mikrostrukturisana mlaznica prema zahtevu 1, naznačena time, što je u sabirnoj komori (50a) za filtrat izvedena sekundarna struktura (50) koja sadrži veći broj integrisanih elemenata (51) koji se pružaju sa osnovne ploče (1) i/ili prekrivne ploče i mogu biti izvedeni u smeru strujanja ispred i na većem rastojanju iza cik - cak konfiguracije.

3. Mikrostrukturisana mlaznica prema zahtevu 2, naznačena time, što integrisani elementi (51) imaju prečnik od 0,005 mm do 0,02 mm.

4. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačena time, što integrisani elementi (51) imaju cilindrični spoljašnji zid.

5. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 4, naznačena time, što se integrisani elementi (51) nalaze na rastojanju od 0,005 mm do 0,002 mm jedan od drugog.

6. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 5, naznačena time, što integrisani elementi (51) imaju prečnik od 0,01 mm.

7. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 6, naznačena time. što integrisani elementi (51) imaju konkavni spoljašnji zid.

8. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 6, naznačena time, što integrisani elementi (51) imaju konveksni spoljašnji zid.

9. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 8, naznačena time, što se integrisani elementi (51) u obliku stubića pružaju sa osnovne ploče (1) prema prekrivnoj ploči i predstavljaju integralni deo prekrivne ploče.

10. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 2 do 9, naznačena time, što je sekundarna struktura (50) izvedena na izlaznoj strani cik - cak konfiguracije sve do srednje linije (52).

11. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 2 do 9, naznačena time, što je sekundarna struktura (50) izvedena na izlaznoj strani cik - cak konfiguracije sve do vrhova (53) koji se pružaju u smeru ulaza.

12. Mikrostrukturisana mlaznica prema jednom od zahteva 1 do 11, naznačena sa - rastojanjem između osnovne ploče (1) u oblasti ispusta (7) i prekrivne ploče u okviru niza (3) ispusta (7), koje je približno iste veličine kao širina kanala (8) na strani ispusta (7) na kojoj fluid ulazi u niz kanala (8).

13. Mikrostrukturisana mlaznica prema zahtevima 1 do 12, naznačena sa: - sabirnom komorom (50a) koja ima izdužen poprečni presek između ulaznog proreza (5) i prvog niza (3) ispusta (7), u koju se uvodi nefiltrirani fluid i iz koje fluid otiče u sve kanale (8) između ispusta (7) u prvom nizu (3), i - sabirnom komorom (50a) koja ima izdužen poprečni presek između poslednjeg niza (3) ispusta (7) i izlaznog proreza, u koju utiče fluid iz svih kanala (8) poslednjeg niza (3) i iz koje se ispušta isfiltrirani fluid.

14. Mikrostrukturisana mlaznica prema zahtevima 1 do 13, naznačena sa - osnovnom pločom (1) koja je napravljena od silicijuma i prekrivnom pločom napravljenom od silicijuma, koja je pričvršćena direktnim vezivanjem.

15. Mikrostrukturisana mlaznica prema zahtevima 1 do 14, naznačena time, što su rastojanja između integrisanih elemenata (51), koji svi zajedno obrazuju protočni kanal kroz koji struji fluid, takva daje rezultujuća površina poprečnog preseka upravno na smer strujanja koja je efektivno propusna za fluid veća od odgovarajuće efektivne površine poprečnog preseka protočnih kanala koje obrazuju strukture glavnog filtera.