專利名稱：一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于將藥物霧化后輸入人體內(nèi)的方法及裝置，特別涉及一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴方法及其裝置。
研究表明，直徑100μm以上的霧粒滯留于鼻，直徑60μm以上的霧粒在咽、喉和氣管沉積，直徑20～60μm的霧粒在支氣管沉積，直徑3～20μm的霧粒在細(xì)支氣管沉積。一般來說，1～12μm的霧粒比較適合于霧化肺部吸入治療，尤其是1～5μm的霧粒最適合于肺部吸入治療。對(duì)于現(xiàn)有的定量定壓式氣霧器，由于環(huán)境溫度和拋射劑濃度等因素的影響，拋射劑不能完全被氣化，藥液的霧化也不完全；另外拋射劑的絕熱膨脹會(huì)冷卻霧化粒子并使霧粒凝結(jié)成大霧粒，因此目前定量定壓式氣霧器的霧化粒子直徑比較大，一般為20～50μm，這樣大的霧粒很難到達(dá)肺部，不利于肺部吸入給藥(Sperry；Charles R.Inhalation device.UnitedStates Patent，4852561，1989-08-01)。定量定壓式氣霧器的霧粒速度一般比較大，速度大的霧粒比較容易撞擊到口腔，很難到達(dá)肺部，也不利于肺部吸入給藥。另外，目前定量定壓式氣霧器霧化粒子直徑分布不夠集中，使得霧化給藥的藥物劑量利用率低，這不僅造成藥物的大量浪費(fèi)，而且由于粒徑分布比較分散，使得藥物粒子不能抵達(dá)正確的藥物吸收部位，還會(huì)帶來某些副作用。
早期的定量定壓式氣霧器中的拋射劑是氟利昂，氟利昂具有良好的理化特性，一直作為理想的拋射劑使用，但氟利昂是導(dǎo)致大氣臭氧層被破壞的主要原因。為了消除因使用氟利昂給人類及其生態(tài)環(huán)境帶來的危害，1987年，27國(guó)在蒙特利爾簽署條約要求到2003年全面禁用氟利昂。于是藥學(xué)工作者開始尋找新的途徑和方法。其主要途徑有一是尋找氟利昂替代品作為新的拋射劑，如用于治療支氣管哮喘和慢性阻塞性肺病的以丙酸倍氯松為代表的皮質(zhì)激素類定量吸入氣霧劑，就用HFC-134a短鏈烷烴替代氟里昂作為拋射劑(張鈞壽，丁立，游一中，治療呼吸系統(tǒng)疾病的無氟里昂藥用氣霧劑，中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)，CN 1296814 A)；另一解決途徑是尋找新的霧化給藥裝置，在使用時(shí)不使用拋射劑。
本發(fā)明涉及一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴方法，其特征在于該方法利用壓電驅(qū)動(dòng)帶有微噴孔的彈性腔模霧化給藥。使用上述方法的一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴裝置，其特征在于該裝置包括一面帶有微噴孔的彈性腔模、安裝在彈性腔模另一面的壓電陶瓷片、與彈性腔模相連并為彈性模腔提供液體的供液管、與壓電陶瓷片和彈性腔模連接的兩個(gè)壓電信號(hào)輸入端。在上述裝置中，所述的彈性腔模可以由單晶硅片加工成，彈性腔模也可以由左、右兩片單晶硅片加工組成。
本發(fā)明所述的壓電驅(qū)動(dòng)式陣列微噴裝置是一種新型霧化給藥裝置，該裝置不含有氟利昂等拋射劑，不會(huì)給人類和生態(tài)環(huán)境帶來危害；不需要耐壓容器；也不需要給液態(tài)藥物加高壓。
本發(fā)明可以采用不同直徑大小的微噴孔使陣列微噴產(chǎn)生不同大小的霧化微粒，以使霧化微粒有利于病人不同部位的吸收。霧化粒子直徑分布比較集中，藥物粒子可最大限度地抵達(dá)正確的藥物吸收部位，可提高霧化給藥的藥物劑量的利用率，這對(duì)于某些貴重藥品相當(dāng)重要，并能減少某些副作用。另外可以通過改變驅(qū)動(dòng)電壓來改變陣列微噴產(chǎn)生的霧化微粒的初速度，使其產(chǎn)生的霧粒適合于各種部位的吸收。該發(fā)明基本解決了現(xiàn)有醫(yī)用霧化給藥裝置霧化粒子直徑偏大且分布分散等問題，可達(dá)到臨床應(yīng)用。
圖2是本發(fā)明陣列微型噴裝置的主視圖。
圖3是本發(fā)明陣列微型噴裝置的右視圖。
圖4是圖2的A-A剖視圖。
圖5是本發(fā)明微噴孔陣列的加工工藝流程圖。
施藥時(shí)，壓電換能器的電極引線14接超聲波發(fā)射機(jī)，在電信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，壓電換能器在其諧振點(diǎn)上產(chǎn)生彎曲振動(dòng)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，左彈性腔模硅片8表面振動(dòng)形成的壓力波將彈性模腔12中的液體從微噴孔11處擠出形成霧化液滴，從而達(dá)到霧化給藥的目的。
右彈性腔模硅片微噴孔陣列的加工基于MEMS技術(shù)，采用硅微細(xì)加工工藝，圖5是微噴孔陣列的加工流程簡(jiǎn)圖。圖中14為單晶硅，15為二氧化硅，16為氮化硅。工藝流程為(1)雙面生長(zhǎng)SiO2；雙面淀積Si3N4；(2)上表面光刻，刻蝕Si3N4和SiO2；(3)各向異性腐蝕單晶硅上表面；(4)下表面光刻，刻蝕Si3N4和SiO2；(5)ICP刻蝕單晶硅，形成微噴孔。
采用不同微噴孔直徑的陣列微噴能產(chǎn)生不同大小的霧化微粒，可以使陣列微型噴適合于對(duì)病人口腔、鼻腔、咽喉或肺部等不同部位施藥。對(duì)微噴孔直徑為10μm的陣列微噴進(jìn)行測(cè)試，有80％的霧化粒子的直徑在1～12μm之間；采用微噴孔直徑為5μm陣列微噴也得到很好的直徑分布，其產(chǎn)生的霧粒更適合于肺部吸收。
權(quán)利要求
1.一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴方法，其特征在于該方法是由電信號(hào)驅(qū)動(dòng)彈性腔模振動(dòng)，形成的壓力波將液體從微噴孔處擠出形成霧化液滴給藥。
2.一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴裝置，其特征在于該裝置包含一面帶有微噴孔的彈性腔模、安裝在彈性腔模另一面的壓電陶瓷片、與彈性腔模相連并為彈性模腔提供液體的供液管、與壓電陶瓷片和彈性腔模連接的兩個(gè)壓電信號(hào)輸入端。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的彈性腔模是由單晶硅片加工成的。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述彈性腔模是由左、右兩片單晶硅片加工而成。
全文摘要
一種霧化給藥用的壓電驅(qū)動(dòng)微噴方法及其裝置,涉及一種將藥物霧化后輸入人體內(nèi)的方法及裝置。其裝置包括一面帶微噴孔的彈性腔模、安裝在彈性腔模另一面的壓電陶瓷片、與彈性腔模相連并為彈性模腔提供液體的供液管,由電信號(hào)驅(qū)動(dòng)彈性腔模振動(dòng),形成的壓力波將液體從微噴孔處擠出形成霧化液滴給藥。本發(fā)明利用MEMS(微型機(jī)械電子系統(tǒng))技術(shù)生產(chǎn)出的壓電驅(qū)動(dòng)式陣列微噴裝置不含有氟利昂等對(duì)生態(tài)環(huán)境有破壞性的拋射劑,同時(shí),霧化顆粒的大小可以靠加工出的微噴孔直徑調(diào)節(jié),霧化粒子直徑分布集中,藥物粒子可最大限度地抵達(dá)正確的藥物吸收部位,提高了霧化給藥的藥物利用率。該發(fā)明基本解決了現(xiàn)有醫(yī)用霧化給藥裝置霧化粒子直徑偏大且分布分散等問題。
文檔編號(hào)A61M11/00GK1359733SQ02103609
公開日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月29日
發(fā)明者周兆英, 劉長(zhǎng)庚, 王曉浩, 葉雄英, 王國(guó)輝, 袁松梅 申請(qǐng)人:清華大學(xué)