用于从液体溶液生成干颗粒的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒的设备，该设备包括液滴发生器、干燥单元和粒径选择器。粒径选择器包括偏转通道和可移动喷嘴，其中可移动喷嘴可以沿着偏转通道移动以收集所需尺寸的颗粒。

Systems and methods for generating dry particles from liquid solutions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从液体溶液生成干颗粒的系统和方法
本专利技术涉及从液体溶液生成干颗粒，并且更具体地，从盐溶液生成所需尺寸的干盐颗粒。
技术介绍
近年来，由于药物治疗而产生的过敏性疾病、反应以及其他严重并发症的数量有相当大的增长。因此，临床医生鼓励开发无药物治疗方法。盐雾疗法就是这样一种方法，该方法是模仿受控环境中的天然盐洞微气候的治疗模式。人工盐(NaCl)气雾剂(aerosol)源(诸如，盐雾腔(halochamber)、盐水设备或者吸入器)已经成为天然盐气雾剂源的一种既方便又便宜的备选。用于治疗的天然和人工盐气雾剂源都会提高生活质量。盐气雾剂以多种方式改善大气的质量，包括抗病毒预防和改进参与剧烈体育运动的人的心血管系统和精神神经运动(psychoneuromotor)系统的功能参数。盐雾疗法还有多个健康益处，包括：改进心肺功能和精神神经运动功能，增强免疫系统，改善哮喘和从呼吸道排出痰。一些临床试验已经在75％的严重哮喘病例、85％的轻度和中度哮喘病例以及97％的慢性支气管炎、支气管扩张和囊性纤维化病例中取得了较好的临床效果(A.V.Chervinskaya,JournalofAerosolMedicine,1995,8,3)。目前，盐室(盐雾腔)通常被用来创建模拟的盐洞微气候；然而，这种类型的治疗并不适合家庭环境中的消费者。在这种情况下，盐气雾剂发生器可供使用。大多数盐气雾剂发生器向消费者递送液体液滴，这些液滴不像干盐颗粒一样有效。目前，可吸入干NaCl颗粒(直径D≤5μm)利用通过干粉吸入器(DPI)的制备和递送。干粉制备工艺是复杂的，并且针对每个剂量的包封是昂贵的。受限的递送方法和高价格限制了盐疗法的可能应用，这可能会阻止某些用户(诸如，家中的哮喘病患者、医院中的病人、上体育课的学生和训练场地中的运动员)的使用。干粉吸入器一般也是如此，干粉吸入器有这样一个额外缺点：用户需要急剧吸入来适当地管理剂量。由于物理稳定性问题(诸如，盐颗粒的吸湿性能)，原位生成可吸入的(D≤5μm)并且在空气动力方面稳定的(D≤2.5μm)干NaCl气雾剂具有一定挑战。通过考虑干NaCl颗粒在人肺中的穿透深度和沉积效率，干盐颗粒的最佳直径应当低于2μm。通常，仅仅具有小于1μm的直径的颗粒能够深入肺泡区；然而，大多数吸入的干NaCl颗粒(D<2μm)会沉积在呼吸道。具有不同的呼吸道疾病的消费者可能需要不同尺寸和数目的盐颗粒。例如，对于上气道中的问题，直径为几微米的盐颗粒能够到达受影响的部位；然而，对于下气道中的问题，仅仅粒径较小的盐颗粒能够迁移到受影响的部位。另外，一些部位需要纳米尺度颗粒。目前，可用的解决方案没有基于用户的病情来选择向用户递送的颗粒的尺寸的机制。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据按照本专利技术的方面的示例，提供了一种用于从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒的设备，其中设备包括：液滴发生器，其中液滴发生器被适配为从液体溶液生成液滴；干燥单元，其中干燥单元被适配为从液滴生成干颗粒；以及粒径选择器，其中粒径选择器包括：偏转通道，其中干颗粒根据其尺寸在偏转通道内被偏转；以及沿着偏转通道的可移动喷嘴，其中可移动喷嘴被适配为收集预定尺寸的干颗粒。这种设备从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒。液滴发生器使液体溶液成雾状，从而使液滴在设备内的空气中形成。液滴然后被提供给干燥单元，该干燥单元使液体从液滴蒸发，从而生成干颗粒，这些干颗粒然后被提供给粒径选择器。在粒径选择器内，颗粒基于其尺寸沿偏转通道移动一定距离。可移动喷嘴沿着偏转通道移动到所需粒径的行进距离，然后，颗粒在该行进距离处颗粒被收集。喷嘴可以根据情况而被移动以收集不同尺寸的颗粒。以这种方式，可以执行从液体溶液原位生成和递送预定尺寸的干颗粒。在一个实施例中，液体溶液包括盐溶液。因此，设备能够生成不同尺寸的盐颗粒以用于盐疗法。较大的盐颗粒可以被用来治疗用户的上气道中的病情，而较小的颗粒被用来治疗下气道中的病情。在一些实施例中，液滴发生器包括超声换能器和压缩空气单元中的至少一个。液滴可以通过超声换能器或者通过压缩空气来被生成。这些方法会产生不同尺寸的液滴；然而，只有具有小于5μm的直径的液滴将保持悬浮在空气中的时间足够长，以被提供给干燥单元。在布置中，干燥单元包括温度控制单元。以这种方式，干燥单元内的温度可以增加，促进液滴蒸发和干颗粒形成。另外，通过控制干燥单元内的空气的温度，可以降低设备内的相对湿度，从而进一步促进液滴内的水分子蒸发。在一些设计中，温度控制单元包括以下中的至少一个：珀耳帖(Peltier)设备、电阻加热器、红外辐射源和微波辐射源。因此，为了控制干燥单元内的温度，温度控制单元可以采用单个设备或者设备的组合。在一个实施例中，干燥单元包括吸收材料，该吸收材料被适配为降低干燥单元内的相对和绝对湿度。通过进一步降低干燥单元内的湿度，促进液滴蒸发。以这种方式，从溶液产生干颗粒所需的时间可能减少，从而允许减小干燥单元的尺寸，并且因此，减小设备的尺寸。在一些布置中，可移动喷嘴收集直径小于2μm、优选地直径小于1μm的干颗粒。以这种方式，可以选择适当尺寸的颗粒以用于深肺治疗。在一个实施例中，可移动喷嘴包括可旋转出口。因此，可以选择干颗粒离开设备的流动方向。例如，在呼吸装置中，干颗粒应当被引导朝向用户的鼻子或者嘴巴。在一些实施例中，干燥单元进一步包括荷电单元，该荷电单元被适配为使干颗粒带电，并且在另外的实施例中，偏转通道包括电磁场发生器。以这种方式，干燥单元可以使干颗粒荷电，以便允许设备进一步控制干颗粒的运动。通过生成电磁场，在带电颗粒移动通过偏转通道时，洛伦兹力被施加给带电颗粒。场的磁分量将会改变颗粒的行进方向，而场的电分量将会改变颗粒行进的总距离。在布置中，设备进一步包括气流发生器。通过提供气流，可以使干颗粒以所需速度离开设备。例如，这可以被用来将颗粒散布在室内环境中。另外，这可能会减少用户急剧吸入以接收适当剂量的干颗粒的需要。在一个实施例中，设备进一步包括存储单元，该存储单元被适配为存储液体溶液。在一些实施例中，设备进一步包括回收单元，其中回收单元被适配为使未被收集的颗粒从粒径选择器移动到存储单元。回收单元防止未被使用的颗粒堆积在设备内，并且允许再次使用颗粒，而不是处理掉颗粒。根据按照本专利技术的方面的示例，提供了一种用于从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒的系统，其中系统包括：传感器，其中传感器被适配为生成环境数据；上述设备；以及控制单元，该控制单元与设备和传感器连通，其中控制单元被适配为基于环境数据来控制设备。通过提供控制器和传感器，设备可以通过使用来自传感器的环境数据来控制。例如，如果传感器检测到在设备环境内(诸如，在相同的房间内)的用户咳嗽，则控制器可以控制设备生成干颗粒并且选择具有最佳尺寸的干颗粒来治疗咳嗽。控制器也可以接收来自用户的输入以控制设备。根据按照本专利技术的方面的示例，提供了一种从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒的方法，方法包括：从液体溶液生成液滴；从液滴生成干颗粒；基于干颗粒的尺寸使干颗粒沿着偏转通道偏转；以及使喷嘴移动到沿着偏转通道的位置以便收集预定尺寸的干颗粒。附图说明现在将参照附图详细地描述本专利技术的示例，在附图中：图1示出了用于从液体溶液生成干颗粒的设备的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒(32)的设备，其中所述设备包括：液滴发生器(20)，其中所述液滴发生器被适配为从所述液体溶液生成液滴(22)；干燥单元(30)，其中所述干燥单元被适配为从所述液滴生成干颗粒；以及粒径选择器(40)，其中所述粒径选择器包括：偏转通道(42)，其中所述干颗粒根据其尺寸在所述偏转通道内被偏转；以及沿着所述偏转通道的可移动喷嘴(44)，其中所述可移动喷嘴被适配为收集预定尺寸的干颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.08 EP 17169880.6;2017.02.28 CN PCT/CN2017/1.一种用于从液体溶液生成预定尺寸的干颗粒(32)的设备，其中所述设备包括：液滴发生器(20)，其中所述液滴发生器被适配为从所述液体溶液生成液滴(22)；干燥单元(30)，其中所述干燥单元被适配为从所述液滴生成干颗粒；以及粒径选择器(40)，其中所述粒径选择器包括：偏转通道(42)，其中所述干颗粒根据其尺寸在所述偏转通道内被偏转；以及沿着所述偏转通道的可移动喷嘴(44)，其中所述可移动喷嘴被适配为收集预定尺寸的干颗粒。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述液体溶液包括盐溶液。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述液滴发生器包括超声换能器和压缩空气单元中的至少一者。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述干燥单元包括温度控制单元(34)。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述温度控制单元(34)包括以下中的至少一者：珀耳帖设备、电阻加热器、红外辐射源和微波辐射源。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述干燥单元包括吸收材料(60)，所述吸收材料(60)被适配为降低所述干燥单元内的湿度。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述可移动喷嘴(44)收集直径小于2μm、优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔涛，孙明，P·H·鲍马，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL