用于分配少量颗粒的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于能够以可重复方式进行的且没有过度浪费的分配很少量（通常少于５毫克）颗粒的装置和方法。此外，还减少了对先进的颗粒配制的需要。其中的装置包括一个闭路控制系统，该闭路控制系统利用一个机电致动器把冲击能量传递给起初被容纳在一漏斗中的筛子上的一些颗粒。冲击能量使得少量的颗粒通过筛子落到一个重量测量天平上。利用一处理器对所获得的重量进行检测，看是否还需要再进行致动。在一些优选的实施例中，致动能量是根据处理器计算出的分配速率而改变的。此外，还能获得一个修正量，以便对天平会花相当长的时间才能平定到它的最终值这一事实加以考虑。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于按质量分配颗粒的方法和装置，尤其是涉及能精确和重复地分配很少量颗粒(通常少于5毫克颗粒)的装置。这种装置也能被用于精确地分配更多重量的颗粒，例如100毫克。本专利技术适用于许多类型的颗粒分配。特别是，本专利技术适用于药物颗粒分配，例如用于预定剂量颗粒的充填、干粉吸入器的充填、药囊的充填、气体推进式注射器中药盒的充填。
技术介绍
在美国专利US5630796中，描述了一种用于使药物颗粒加速通过皮肤、粘膜表面以及其它层的方法和装置。这种装置使得小颗粒被夹杂在高速气流中，从而有足够的推力使得这些小颗粒加速穿透皮肤。这些颗粒可以是粉末状的药物化合物和混合物或者是可以被附着在载体颗粒(例如金)上的基因物质。在这种装置启动之前，颗粒被保持在两片可破裂的薄膜之间。当启动这种装置时，气体储藏室中的气体就被释，使薄膜破裂，从而使颗粒被夹杂到气流中。优选地是，两片可破裂的薄膜被做成可拆卸且配套的药盒。这样就可以在每次使用这种装置时，通过简单的更换药盒就可以使得同一个装置能被使用多次。而且还可允许这种装置能相对于颗粒被单独供给，使得可以在制造这种装置之后才进行选择用于加速的颗粒。对于某些应用，要求对初装在药盒内的颗粒数量进行严格控制。尽管有些药物例如利多卡因的剂量不是非常特定的，但是另一些药物例如胰岛素，其剂量是要求被精确控制的。此外，有些药物在纯净状态下非常有效，这意味着应当使用很少量的药物。但是改变药物的配制会降低药物的有效性，而且这会导致总体费用的增大，这是由于改变药物配制时需要一个附加的配制步骤，即，把纯净药物与赋形剂混合的步骤。此外，这些配制方面的困难还会延迟药物产品推向市场，这是非常不利的。此外，有些药物和疫苗非常昂贵的，这意味着由于经济方面的原因，应当使用最少量的药物来获得所要求的效果。例如，涂有DNA的金粒是很昂贵的，有些治疗化合物每克要花成千上万元。可以想象，为了安全的缘故，通常必须在药盒中精确地可重复地装填已知量的颗粒。有些药物如果剂量过大，就会导致灾难性的后果，但如果剂量不足，则会导致治疗剂不具有合乎要求的效果，同样也会导致不希望的后果。此外，对药盒迅速给药是很不利的，因此，在经定的时间内可以生产大量的已装药的药盒。优选地是，与药物生产有关的任何所用的装置都满足干净的要求。考虑到所有这些情况，本专利技术解决了传统上很难以精确的可重复的方式来剂量很少量的颗粒药的问题，而且不会产生过度的浪费。此外，以前的给药方法对所用颗粒的配制不均匀性、形状、大小都没有容忍性。传统上，药物一直采用体积法来剂量的，这就要求当需要剂量出特定质量的颗粒时，需要对过程参数进行精确控制。已经有几种已知的方法可以被用于剂量少量的颗粒。第一种已知的方法是一种真空方法，下面将参照图1对这种方法进行描述。在这种方法中，细管11中具有一活塞12，该活塞12的活塞排量是已知的，在细管11中的活塞12完全延伸的状态下，把细管11放进所提供的颗粒13中，即把细管11的端部埋入颗粒13中，见图1a。然后，使活塞退回一定距离(见图1b)，从而把颗粒吸入到细管中由活塞的退回所留下的空间内(见图1c)。然后，使活塞延伸从而把颗粒从细管推入到药盒或其它待充填的容器中，见图1d。这种方法的缺陷在于，尽管能很好地控制所获得的颗粒的体积，但是，颗粒的质量还要取决于当时的密度，气囊，并且其它的异常会减小所输送颗粒的总质量。此外，活塞的推动动作会把作用力作用在这些颗粒上，这会损坏这些颗粒，尤其是当这些颗粒是易碎的药物颗粒时，就更会损坏这些颗粒。这种方法所存在的问题是，为了精确的剂量，就要求药物颗粒是自由流动的。因此，所配制的药物颗粒必须能导致自由流动的粉末。如果粉末不能自由流动，那么就会产生剂量的不精确。第二种已知的方法(图中未示)涉及到把静电复印技术应用到颗粒分配中，即，采用带静电的颗粒，这些带静电的颗粒由电场来控制。这种方法的缺陷在于，颗粒必须被静电充电(这是所不希望的)，并且对施加到表面上或容器中的颗粒的正确数量的控制所需的静电电路是复杂昂贵的。此外，也很难控制静电场使其不受外部干扰的不利影响。另外存在的一个问题是，必须始终如一地对颗粒进行充电，才能避免颗粒的形状、大小的变化。颗粒大小的不同，会对所获得的颗粒的相对电荷产生很大的影响。这就会增加配制费用。第三种已知的方法就是“刀刮”法，如图2所示，这种方法是，把颗粒压入已知体积的容器内(见图2a)，然后用刀或其它锋锐的刀片把容器顶部边缘之上的过多的颗粒刮去，见图2b和图2c。可以看出，向容器21内装填颗粒22，直到颗粒溢出为止。用一刀片23把位于容器21顶部边缘之上的过多颗粒刮去，从而留下标准体积的颗粒24。这种方法是不理想的，因为在这种方法中，不仅在压实过程中，而且当用刀片刮去顶层颗粒时都在颗粒上施加了严厉的作用力。这种方法还存在这样一个问题，即，必须把很多的精力放在药物颗粒的配制中，以便这些药物颗粒能自由流动且均匀一致。此外，在要求精确分配少于5毫克颗粒的少量应用中，这种方法是不适用的。
技术实现思路
本专利技术是替代上面所提技术的一种可选择的方案。本专利技术能以可重复的方式精确地分配少量颗粒，并且颗粒浪费非常少。此外，这种方法不要求把过多的精力放到药物颗粒的配制中。事实上，根据本专利技术可以对任何颗粒都能进行剂量，与颗粒的组成、形状、大小无关。从而无需象传统上那样把把精力放在获得均质和自由流动的药物颗粒配制上。换句话说，本专利技术对纯净的或配制较差的药物颗粒都能进行精确地剂量。根据本专利技术的第一方面，提供了这样一种用于分配颗粒的装置，该装置包括一个颗粒保持器，用于保持被分配的颗粒，所说的颗粒保持器具有许多孔，通过这些孔对所说的颗粒进行分配；一个颗粒释放致动器，用于响应致动信号，使一些颗粒从所说的颗粒保持器通过所说的孔进行分配；一个重量测量装置，用于测量从所说保持器分配的颗粒的表观(apparent)重量，并用于输出一个代表所测得的表观重量的信号。所说的许多孔用于保持所说的颗粒，即使这些孔的平均尺寸大于平均的颗粒尺寸，这些孔也能保持所说的颗粒。当用颗粒释放致动器来对颗粒进行机械搅动时，这些颗粒就被移动，从而通过所说的孔。这些孔足够小，从而当处于静止状态时，这些孔能被颗粒堵塞，并且这些孔具有足够的数目，以确保每次致动后都能分配合意数量的颗粒。因此，这种装置提供了一种能精确地且可重复地分配很少量颗粒的分配机构。考虑到重量测量装置的非即时工作的影响，通过在测得的表观重量上加上一个修正值来增加操作速度。因此，本专利技术的第二方面是提供了这样一种用于分配颗粒的装置，该装置包括一个颗粒保持器，用于保持被分配的颗粒；一个颗粒释放致动器，用于响应致动信号，使一些颗粒从所说的颗粒保持器进行分配；一个重量测量装置，用于测量从所说保持器分配的颗粒的表观重量，并用于输出一个代表所测得的表观重量的信号； 一个处理器，与所说的颗粒释放致动器可操作地相连，并被布置成能向颗粒释放运动器输出所说的致动信号，并且与所说的重量测量装置可操作地相连，并被布置成能接收来自重量测量装置的所测得的表观重量信号，所说的处理器被设置成通过在所测得的表观重量上加上一个修正值来估算颗粒的实际重量。象本专利技术的第二方面中一样，在本专利技术的第一方面中也可以采用一个处理器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于分配颗粒的装置，包括：　　　　颗粒保持器，用于保持待分配的颗粒；　　　　颗粒释放致动器，用于对一致动信号作出响应，使所说的一些颗粒从所说的颗粒保持器进行分配；　　　　重量测量装置，用于测量从所说颗粒保持器分配的颗粒的表观重量，并且于输出一个代表测量的表观重量的信号；　　　　处理器，可操作地与所说的颗粒释放致动器相连，用于向所说的颗粒释放致动器输出所说的致动信号，并且该处理器可操作地与所说的重量测量装置相连，用于从所说的重量测量装置接收所说的测量的表观重量，所说的处理器通过把一个修正值加到所说的测量的表观重量上来估算被分配颗粒的实际重量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯麦克迈克尔，邓肯维斯特兰德，
申请(专利权)人：磨粉机械研究有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]