采用多喷嘴喷射产生大批生产量的颗粒制造技术

一种喷射设备和分配方法，它们采用了多喷嘴结构（５４），用来为了多种应用例如药物的应用生产颗粒例如纳米颗粒的多股喷射。例如电喷射分配装置可以包括多喷嘴结构，其中，每个喷嘴结构与相邻的喷嘴结构分开一个喷嘴之间的距离（Ｌ）。通过在喷嘴结构与一个电极之间产生一个不均匀的电场由喷嘴结构产生颗粒喷射，该电极与喷嘴结构在电路上是隔绝的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一般说来，本专利技术涉及喷射设备和方法。更具体地说，本专利技术涉及多喷嘴分配方法和装置，例如多喷嘴电喷射方法和装置。
技术介绍
已经认识到，微球生产技术产生的药物或药品可以被细胞例如在肠壁或内衬或者在胃壁或内衬的细胞吸收，并且可以穿过进入血液流中。这种被细胞的摄取或吸收至少部分地由微球的表面化学行为确定。也已经证明了包含大分子例如被封装的蛋白质微球的摄取。近来在药物生产中，典型地采用自顶向下的过程生产药物颗粒。例如，在这样的过程中，可以采用研磨技术形成这些颗粒。还有，例如，已经描述了当把包括活性成分的混合物分配进一股空气流例如热空气中进行干燥时，可以通过由该混合物中除去溶剂形成这样的颗粒。已经采用电流体力学喷射(或电喷射)例如由溶液或者胶体悬浮液产生纳米颗粒(nanoparticles)。电喷射能够产生比例如传统的气压喷射技术小10-100倍的纳米颗粒。这样尺寸的颗粒使得对于给定数量的分配溶液，包含这样颗粒的产品有比由传统技术产生的产品大100-10000倍的表面积。增加的表面积形成使技术对于多种重要的应用成为可能的基础。例如，被合成作为将来的药物产品的新的化学物质的水溶性正在降低到这样的程度这种水平的水溶性对给药和发展提出了主要的挑战。如果药物产品采用纳米颗粒而不是采用大颗粒，所增加的表面积产生大得多的分解速率和/或更高的溶解速率。这可能可以实现极好的药物释放和/或甚至使得药物释放成为可能。纳米颗粒药物可能提高生物活性，并且可以加快给药的药物的响应时间。因此，纳米颗粒技术有显著冲击药物工业的潜在可能性。如在属于Coffee的在2000年8月22日授权的题为“DispensingDevice”的美国专利No.6105571中所描述的那样，产生了可以包括生物活性材料的颗粒，例如颗粒可以包括比如肽的物质，或者包括大的生物分子，比如胰岛素和/或其它的药物组分，这些组分用来使得可以把活性组分送进血液流中。如在该专利所表明的那样，使用了电流体力学过程产生颗粒，但是该专利主要用来产生纤维或者纤维碎片。在采用电喷射或者电流体力学技术用来产生颗粒中一个限制因素是一般说来只采用了单一的喷射喷嘴分配装置，这种装置只能送出数量很小的溶液，例如每分钟几微升。一个主要的挑战和问题是用这样的可以产生纳米颗粒的电喷射装置不能提高质量流量，从而不能使用电流体力学技术获得工业数量的颗粒，用来在多种产物中使用。上面提到的美国专利No.6105571证明可以使用多喷嘴产生纤维或者颗粒，如在该专利中所描述的那样。然而，该专利没有寻求解决与多喷嘴方法有关的问题，例如，采用电喷射技术所产生的颗粒的空间电荷效应，喷嘴之间的起电弧问题，等。
技术实现思路
由于上述的原因，在本领域需要大批量生产能力的装置和方法，它们解决了上述问题以及其它问题，如本领域技术人员由下面的详细描述将会看清楚的那样。本专利技术提供了以大批量生产能力生产纳米颗粒的装置和方法，例如可以生产大量的纳米颗粒，用来在多种应用中使用，这些应用例如药物的应用，用于基因治疗的生物材料的生产，涂层，制造过程，等。本专利技术的电喷射方法可以包括下述特点中的一个或多个特点设置一种多喷嘴结构，其中，每个喷嘴结构包括沿着该喷嘴结构的中心轴线形成的至少一个开孔，此开孔在它的分配端终止，由该分配端分配出一股颗粒喷射，这些颗粒有施加到其上的电荷；使每个喷嘴结构与相邻的喷嘴结构至少分开一个喷嘴之间的距离(L)，此距离由喷嘴结构的中心轴线之间的距离确定，其中，喷嘴之间的距离(L)与在分配端的开孔的直径(D)之比等于或大于2；通过在分配端与一个电极之间产生一个不均匀的电场由每个喷嘴结构分配出颗粒喷射，由分配端产生这些喷射，而该电极与分配端在电路上是隔绝的；喷嘴结构包括一个毛细管，它包括一个本体部分和一个在该毛细管的分配端的一个倾斜的毛细管顶端；喷嘴结构包括一个倾斜的部分，用来形成一个开孔，其中，每个喷嘴结构的至少一部分由一个整体的多喷嘴结构导电部分伸展；喷嘴结构包括沿着中心轴线的一个实心的立柱，它穿过分配端的开孔伸展；喷嘴结构的分配端位于一个x-y平面中，并且它们的中心轴线沿着z轴对准；对包含一种活性成分的微液滴喷射进行分配，其中，随着微液滴的蒸发，电荷将集中在活性成分上；设置喷嘴结构的一种圆形构形，它包括一个多喷嘴结构的外环和一个或多个多喷嘴结构的内环，其中，多喷嘴结构的外环和多喷嘴结构的内环中的每一个关于中心的喷嘴结构都是同心的；设置喷嘴结构的一种圆形构形，其中，一个或多个多喷嘴结构的内环中的每个喷嘴结构离开相邻的喷嘴结构都处于基本上相等的喷嘴之间的距离(L)；采用分离结构将喷嘴结构的分配端彼此隔绝，使得可以在每个喷嘴结构的分配端形成一个锥体射流；分配颗粒的标称直径为大约1纳米到大约2000纳米；设置喷嘴结构，这些结构至少包括在每个喷嘴结构的分配端终止的第一和第二开孔；在第一开孔提供第一种流体混合物的第一股流，并在第二开孔提供第二种流体混合物的第二股流，由这些流体混合物(例如，第一种流体混合物包括一种活性成分，而第二种流体混合物包括一种涂层组分)产生一股颗粒喷射；提供一种赋形材料，并且使颗粒喷射与赋形材料相结合；提供一种带电荷的图案，并且在该带电荷的图案上收集颗粒喷射；把颗粒喷射分配到一个容器中，使用者可以使用该容器进行吸入；以及，以范围在2克/分钟到50克/分钟的速率分配颗粒喷射。按照本专利技术的用来对颗粒进行电喷射的一种设备可以包括下述特点中的一个或多个特点一个颗粒源；一个分配装置，把它构形成由颗粒源接纳源材料，其中，分配装置包括一种多喷嘴结构；每个喷嘴结构包括沿着该喷嘴结构的中心轴线形成的至少一个开孔，此开孔在它的分配端终止；使喷嘴结构与其它相邻的喷嘴结构至少分开一个喷嘴之间的距离(L)，此距离由喷嘴结构的中心轴线之间的距离确定，其中，喷嘴之间的距离(L)与在分配端的开孔的直径(D)之比等于或大于2；与分配端隔绝的一个电极，其中，在分配端与电极之间产生一个不均匀的电场，使得由每个喷嘴结构的分配端分配出一股颗粒喷射，这些颗粒有施加到其上的电荷；喷嘴结构包括一个毛细管，它有一个本体部分和一个在该毛细管的分配端的一个倾斜的毛细管顶端；喷嘴结构包括一个倾斜的部分，用来在分配端形成开孔，其中，每个喷嘴结构的至少一部分由一个整体的多喷嘴结构导电部分伸展；喷嘴结构包括沿着中心轴线的一个实心的立柱，此立柱穿过在喷嘴结构的分配端的开孔伸展；喷嘴结构的分配端位于一个x-y平面中，并且它们的中心轴线沿着z轴对准；喷嘴结构的一种圆形构形，它包括一个多喷嘴结构的外环和一个或多个多喷嘴结构的内环，其中，多喷嘴结构的外环和多喷嘴结构的内环中的每一个关于中心的喷嘴结构都是同心的；喷嘴结构的一种圆形构形，其中，一个或多个多喷嘴结构的内环中的每个喷嘴结构离开相邻的喷嘴结构都处于基本上相等的喷嘴之间的距离(L)；设置在喷嘴结构之间的一个或多个分离结构，把它们构形成使得可以在每个喷嘴结构的分配端形成锥体射流；喷嘴结构至少包括在每个喷嘴结构的分配端终止的第一和第二开孔；至少第一种流体混合物的第一颗粒源包括通过第一开孔分配的一种活性成分，并且，至少第二种流体混合物的第二颗粒源包括通过第二开孔分配的一种涂层组分，从而产生被涂层的活性成分的喷射；在靶表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电喷射方法，该方法包括：设置喷嘴结构的一种圆形构形，它包括一个喷嘴结构的外环和一个或多个喷嘴结构的内环，其中，外环和内环中的每一个关于中心的喷嘴结构都是同心的，其中，中心喷嘴结构和一个或多个内环中的每个喷嘴结构离开相邻的喷嘴结构 都处于基本上相等的喷嘴之间的距离（Ｌ），其中，每个喷嘴结构包括沿着该喷嘴结构的中心轴线形成的至少一个开孔，此开孔在它的分配端终止，由该分配端分配出一股颗粒喷射，这些颗粒有施加到其上的电荷；以及通过在分配端与一个电极之间产生一个不均匀 的电场由每个喷嘴结构分配出颗粒喷射，由该分配端产生这些喷射，而所述电极与分配端在电路上是隔绝的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DYH裴，DR陈，
申请(专利权)人：明尼苏达大学评议会，
类型：发明
国别省市：US[美国]