[发明专利]改进的喷雾器和包含该喷雾器的吸入装置

说明书

本发明涉及产生供病人用的气溶胶的方法，更具体地说，涉及改进治疗和诊断用的气溶胶。

在医疗设备中经常使用气溶胶吸入装置以产生供诊断和治疗过程用的气溶胶烟雾。这种装置在患有肺炎的肺部治疗和为了诊断疾病而通入放射性蒸气时特别有用。

最常用的气溶胶产生设备的原动机是喷雾器，它是一种将压力空气或氧与诊断或治疗流体混合，以产生气溶胶烟雾的装置。在操作过程中，需要成烟雾状散开的液体放在喷雾器的液体容积中。压力空气进入系统中，并沿着输送管道将液体向上抽至气溶胶排出孔，该系统与喷射泵相似。在气溶胶排出孔处，流体被雾化成微细烟雾。在烟雾中所产生的较大的液滴碰撞在气溶胶排出孔上面的挡板上，并流回至喷雾器的容器中。较小的液滴由空气输送并通过输送系统，送入病人肺部。鲍德姆(Bordom)等人的美国专利4823784号公布了一种典型的喷雾器。

喷雾器的总效率与所产生的液滴的分布和尺寸大小有很大关系。大于3.5微米的液滴一般不从喷雾器中排出，而是流回碗中，再进行雾化。在大约1.5微米和3.5微米之间的液滴经常聚集在输送系统的壁上，并经常沉积在病人的唇部、口腔或支气管上，而不会到达肺泡(经常称为“肺部深处”)的地方。

1987年在一个气溶胶吸入系统上进行的研究表明，在7分钟暴露时间过程中，只有25％的开始时装入喷雾器的液体实际上达到了病人的肺部。一般，只有这个量的66％实际上保留大病人的肺部深处，其余的33％都被呼出。因此，只有大约16％的装入喷雾器的治疗或诊断用的液体物质能被病人利用。剩余部分被浪费掉，或吹走，造成环境污染。结果，只有大量的装入喷雾器中的液体才能保证在合理的暴露时间内，适当的剂量被吸收。

由于目前，大部分气溶胶吸入装置都是制成供病人一次使用的，使用后就处理掉，因此，残留在装置中的药液或诊断用液体被浪费掉。尽管如此，很难达到既被减小为了输送医生规定的药量至病人肺部所需的液体量，同时又增加液体的输送效率。对于放射性治疗和诊断，也非常需要减小处理时间，以便使对病人和附近的医务工作者的放射剂量减至最小。

尽管现行的喷雾器装置存在这些公认的不足之处，但现有系统的实际性能改善非常少。大部分新近的改变集中在喷雾器设计上(例如挡板的位置，孔的尺寸和其他结构元件的变化)，这些改变与增加输出没有什么联系。在改善颗粒尺寸分布和通过喷雾方法而不是档板方法进行控制方面进行的研究也非常少。在回收药物和收集的潮气，以减少浪费和改善生产效率方面，改变也很少。

虽然，现在现代研究人员已将在喷雾器中所产生的大的和中等的液滴(MMD)尺寸与液体和输送系统的性质联系起来，但目前没有考虑结构变化对所产生的液滴尺寸的影响。另外，先前的研究已经表明，不同的商业喷雾器可以产生基本上相同的气溶胶，但喷雾器之间结构上的差异(例如，增加和设置挡板)可以造成较大颗粒的有选择性的丢失。一般，这种减少液滴尺寸的方法本身是不令人满意和效率较低的，因为液滴尺寸的减小是以降低药品输送速率为代价的。

本发明提供一种喷雾器，它可用于气溶胶吸入装置中，用于将气溶胶烟雾供给病人使用。该喷雾器包括一个用于接收液体的液体入口和一个用于接收压力气体的气体入口。气体和液体混合起来要形成通过喷雾器的一个气溶胶出口的气溶胶烟雾。为了使输送至病人肺部深处的液滴的流量较高，本发明的喷雾器包括改变压力气体方向以形成旋流作用和剪切力的装置。这样，治疗或诊断用的液体可以更好地雾化，而不会使液体输送效率有所损失。

先前的喷雾器设计只限于利用喷射或文吐里作用的方法来产生气溶胶，而本发明的喷雾器所产行的旋流运动可在液体上产生剪切力，该剪切力比空气直接流过孔时所产生的剪切力大。例如，当这些大的剪切力作用在治疗液体上时，在给定的处理时间内，增大了输送给病人的药量，并可产生由较小的液滴组成的气溶胶。

本发明的装置可增加在所希望的0.5～1.5微米尺寸范围内的液滴的输送流量，而减小碰撞在挡板上并落回至容器中的较大液滴(例如，大约3微米以上)的数量。由于较大部分的液体直接产生最可能被病人利用的尺寸范围内的液滴，因此，初始装入喷雾器中的液体的量和对病人及医务工作者暴露的时间可以大大缩短，而不会有损于液体的输送。