CN1191963C - 细粉末填充装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供向单位剂量药囊中计量输送粉末的系统、装置和方法。根据一个示例的实施中，提供的装置具有一个有开口的料斗(12)。此料斗用于容纳一床细粉末(20)。还设有至少一个可移动得使所述腔放置在紧靠近所述开口的腔(24)。在料斗内放置一个有近端和远端的元件(28)，远端接近开口。设有一个振荡马达在细粉末中振动所述元件。

Description

细粉末填充装置及方法

本申请为美国临时专利申请No.—————的部分继续申请并要求其优先权，所述临时申请已经于1997年10月10转登记为美国专利申请08/949,047，其全部公开内容在此引作参考。

发明领域

本发明总的来说涉及细粉末的处理，具体上说，涉及细粉末的计量输送。更具体地，本发明涉及不流动分散细粉末单位剂量的，特别是患者吸入的药物的药囊的填充装置和方法。

背景技术

成功的药物治疗的一个重要方面是有效地为患者给药。有各种给药途径，各有其优、缺点。片剂、胶囊、酏剂，如此等等的口服给药可能是最方便的方法，然而，许多药物有难闻的气味，片剂的大小也可能使之难于下咽。而且这些药物常在能够被吸收之前就于消化道中降解了。现代蛋白质药物在消化道中被蛋白质分解酶很快降解，该降解作用特别成问题。皮下注射往往是全身给药，包括蛋白质药物给药的有效途径，但患者不太乐于收受，还产生难于处理的锐利废物，也就是废针头。因为需要频繁注射，例如胰岛素每日注射一或数次，可成为患者不愿接受的原因，发明了各种各样的给药途径，包括经皮给药、鼻饲、经直肠、经阴道及经肺给药。

本发明是特别关于经肺给药方法的，此法依靠患者吸入药物散剂或者说气雾剂，使气雾剂中的有效药物可以到达肺的远端(肺泡)区。人们发现，某些药物可以经肺泡区很快吸收直接到血液循环中。此法对难于用其它给药途径给药的蛋白质和多肽经肺给药颇具前景。这种经肺给药对全身给药和治疗肺部疾病局部给药均有效。

经肺给药(既包括全身给药也包括局部给药)本身可以采用不同的方法，包括液体雾化器、定量吸入器(MDI)和干粉散喷装置。干粉散喷装置对于蛋白质和多肽药物给药尤有前景，因为这些药容易制成干粉。而其它方式易受破坏多种的蛋白质和多肽药物，可以稳定地自身作为冷冻干燥粉末或者喷雾粉末或者与其它的适当的粉末载体一起保存。干粉的另一个优点是干粉浓度高于液体形式的药物。

但是在有些方面，用干粉进行蛋白质及多肽的给药却成为问题。许多蛋白质和多肽药物的剂量往往是关键的，这样许多干粉给药系统必须能够准确、精确和可重复地给出要求的药量。而且许多蛋白质和多肽是很贵的，一般每剂比常规药物贵许多倍。因此，以很小的损失向肺的目标区有效地给药的能力成为关键。

对于一些应用，把细粉末药物用小单位剂量药囊供应到干粉散喷装置，这些药囊往往有可剌穿的盖和其它通道表面(通常称为囊泡包装)。例如，其内容在本文中作为参考的美国专利5,785,049和5,740,794所述干粉散喷装置做成可收受这种药囊。在此种装置中替换药囊时，经药囊的盖刺入一个有一馈管的多流注射装置，为其中的粉末药物提供通路。此多流注射装置还在盖中生成通气孔使空气能够流经药囊以保证吸引和排出药物。驱动此过程的是高速气流，它流经一根管的一部分，例如，出口端，以经此管从药囊中抽出粉末至气流中，从而形成患者吸入用的气雾剂。高速气流把粉末从药囊中以部分发散的方式输送，而完全发散发生在高速气流紧下游的混合空间中。

本发明的兴趣尤其在于流动性差的粉末的物理特性。流动性差的粉末是物理特性为，例如，流动性由构成粉末的各单元或粉粒(下文简称各粉粒)间的附着力起主导作用。这种情况下，粉末流动不好，因为各个粉粒不易于相互独立地移动而是许多粉粒成团地运动。当这种粉末受力较小时，粉末往往根本不流动。然而，当作用在粉末上的力加大而超过附着力时，粉末就以大的各粉粒的聚合块运动。粉末静止下来时，大的聚合还保留，由于在大的聚合体及局部压缩区之间存在空隙和低密度区，导致粉末密度不均匀。

粉粒越小这类倾向越大。很可能是在粉粒变小时，由于它们质量小于附着力，例如范德伐尔力、静电力、摩擦力及其它的力比施加在各颗粒上的重力和惯性力大。这与本发明相关，因为加速度以及其它动能所引起的重力和惯性力通常用来加工、移动和计量粉末。

例如，在放入单位剂量药囊前计量细粉末时，粉末常不均匀地聚集，产生空隙和过密的变化，从而造成容积性计量的不精确性，而这是计量高通过率的产品时常用的计量方法。这种不均匀的聚集的另一个不受欢迎之处是，需要把粉末聚集弄碎成单个的粉粒，也就是说，要使之能够散喷，以用于经肺给药。这种分开聚集的工作常在散喷装置中，通过用于从单位剂量药囊或其它的药囊中抽取药物的气流产生的剪力进行，或者通过其它的机械能转换机构(例如，超声波、风扇/推进器等)。但是，如果小的粉末聚集块过于紧密，气流或者其它分散装置产生的剪力就不足以有效地把药物分散成分散的粉粒。

一些防止分散的粉粒结块的想法是产生多相粉末混合物(典型地为载体或者稀释剂)，此处较大的粉粒(有时是多个尺寸范围)，例如约50微米，与较小的药物颗粒，例如1至5微米，组合在一起。在这种情况下，较小的粉粒附着在较大的粉粒上，从而在加工和填充时会具有50微米的粉末的特性。这样的粉末可以较容易地流动和计量。但是这种粉末的缺点之一是不易于从较大的粉粒上取出较小的粉粒，制成的粉剂大部分是由大团的流动剂组分构成，它们可能堵塞在装置中或者患者的喉部。

目前用粉末药物填充单位剂量药囊的方法包括直接倒入法，通过重力(有时结合搅拌或者“散搅”)把粒状的粉末直接倒入计量腔。当计量腔填充到所要求的深度时，把药物推进到药囊中。在这样的直接倒入法中，计量腔中可以出现不同的密度，从而降低了计量腔准确地测量单位剂量药物的有效性。而且粉末处于对许多应用埸合不适用的颗粒状态。

一些想法是在计量腔内，或者在把粉末放进计量腔之前，压实粉末以减少密度差异。但是这种压实是不合要求的，尤其是对于仅由细粉粒组成的粉末，因为这会减少粉末的散喷性能，就是说，在用散喷装置进行经肺给药时，会降低把压实了的粉末破碎成分散的粉粒的可能性。

因此希望提供能够克服或者大大减少这些或者那些问题的加工细粉末的系统和方法。这种系统和方法在把药物分成单位剂量以置入单位剂量药囊中时，尤其是低量地填充时，能够准确和精密地计量这些细粉末。所述系统和方法应当进一步保证在加工中保持足够的散喷性能，从而细粉末可以适用现有的吸入装置，这些装置要求在经肺给药前把粉末破碎成分散的粉粒。另外，所述系统和方法应当提供细粉末的快速处理，从而细粉末可以用单位剂量快速地填充单位剂量药囊，以降低成本。

美国专利5,765,607说明了一种向药囊内计量产品的机器，并且包括一种向药囊提供产品的计量装置。

美国专利4,640,322说明了一种机器，它经过一个过滤器施加亚大气压力，以从一个料斗直接吸取材料并侧向送入一个不旋转的腔。

美国专利4,509,560说明了一种颗粒材料处理装置，采用一个旋转的桨叶搅拌颗粒材料。

美国专利2,540,059粉末填充装置，具有一个旋转的线环搅拌器先在料斗中搅拌粉末，然后再通过重力把粉末倒进一个计量腔中。

德国专利DE3607187说明了一种细粉粒计量输送的机构。

″E-1300粉末填充器″的产品说明书记载了一种粉末填充器，该产品可从加利福尼亚Corona的Perry Industries购买到。

美国专利3,874,431说明了一种用粉末填充胶囊的机器。该机器采用一种固定在转台上的芯管。

英国专利1,420,364说明了一种膜装置，用于在测量干粉量的计量腔。

英国专利1,309,424说明了一种粉末填充装置，它有一个带一在腔内产生负压的活塞头的测量腔。

加拿大专利949,786说明了一种具有浸入到粉末中的测量腔的粉末填充机。这里利用真空将粉末填充所述腔。

发明内容

本发明提供向单位剂量药囊中计量输送粉末的系统、装置和方法。在一个示例方法中，先把细粉末放置在一个其中有开口的料斗中，然后通过用一个振荡元件搅拌细粉末输送这种细粉末，其中该可振动元件相对于该料斗中的细粉末上下运动地振动，并且捕获至少一部分所述细粉末。然后把捕获的细粉末输送到一个药囊中，被输送的粉末足够松散，从而从所述药囊中取出时可被散开。通常所述细粉含有药物，药物的各粉粒平均粒度小于100微米、通常小于10微米，更通常地在1至5微米的范围。

最好把细粉末放置在一个底端有开口的料斗中。振荡所述元件以搅拌细粉末。在开口附近对细粉末的振荡有助于把部分细粉末经开口输送，在此它可被捕获进一个腔中。所述元件的振荡还帮助在计量腔内分散粉末，从而可以更均匀地填充计量腔。

振荡元件最好上下振动，就是说，相对于料斗中的粉末竖直运动。一个方面用一个超声波喇叭筒竖直振动所述元件。另外，所述元件可以含有一个在粉末内前后振动的，就是说横向振动的杆。再者，振荡元件可以以轨道的方式振动。一个方面，所述杆可运转地连接到一个振动此杆的压电马达上。最好，所述元件在约1,000到180,000Hz的频率范围竖直振动，更好是，在约10,000到40,000Hz的频率范围竖直振动，最好，所述元件在约15,000到25,000Hz的频率范围竖直振动。最好，所述杆在约50到50,000Hz的频率范围横向振动，更好是，在约50到5,000Hz的频率范围横向振动，最好是，所述元件在约50到1,000Hz的频率范围竖直振动。

在另一个方面，所述元件有一个在开口附近的远端。进一步地，此远端有一个端件，在腔上振动，以帮助把细粉末从料斗输送到腔内。所述端件最好从所述元件横向突出。一个方面，在所述元件竖直振动时，端件有一个圆柱。另一个方面，在所述杆横向振动时，端件有一个横向件。最好，端件与腔竖向间隔一个范围在约0.01毫米到10毫米的距离，而且，最好是范围约在0.5毫米到3.0毫米的范围。此距离有助于粉末在输送到腔中时保持不被压紧。

又一个方面，所述元件受振动时，最好跨越所述开口运动。例如，所述元件可以以最好低于约每秒100厘米的速率沿开口移动。然而具体的移动速率一般取决于所述元件的振荡频率。以此方式，所述元件在受振动时扫过所述腔。

在多个腔与开口对齐时，元件沿开口的运动实际上是最佳的。以此方式，所述元件可以用来帮助把细粉末从料斗向各个腔内输送。可选地，可在料斗内开口附近振动多个述元件或者杆。优选地，所述杆被相互对齐，并在被振动时被沿开口移动，但在有些情况下，所述杆或者元件可以在各个腔上保持静止，

为帮助把细粉末捕获在腔中，最好经腔的底抽空气把细粉末抽进腔内。捕获细粉末后最好把粉末输送到药囊内。细粉末的输送最好通过向腔内引入压缩空气把捕获的粉末排到药囊中的方式完成。

在方法的另一个方面料斗中的粉末被周期地平整。作为一个例子，粉末可以通过在振荡元件的远端上方放置一个突起件来弄平。以此方式，突起件与振荡元件一起振荡。当所述振荡元件沿料斗移动时，突起件趋于弄平料斗中的粉末。一个方面，粉末的输送是在控制湿度的环境中进行的。

在又一个方面，由腔捕获的粉末被调节为单位剂量。这可以通过在料斗和腔之间放置一个薄板(或者称调节片)完成。此板有一个孔使粉末能够从料斗传送到腔内。然后所述腔相对该板运动，板刮去任何多余的粉末。另外可在腔旋转时用一个刮片刮去任何多余的粉末。

在一个具体的方面，粉末从一个次级料斗输送到所述料斗中。最好，振动次级料斗，以把粉末输送到一个导槽上，由此处通过到初级料斗中。在又一个方面，周期性地取走所述腔而换以不同尺寸的腔以调节腔的容量。以此方式，此发明可以产生不同的单位剂量。

本发明还提供一个输送细粉末示范装置。此装置有一个容纳细粉末的料斗。此装置还包括至少一个腔，它可以移动使此腔可以紧接料斗中的开口放置。还设有一个有一个近端和一个远端的振动元件，把这个元件放在料斗内，使远端靠近开口。设一个振荡器，在细粉中时振动所述元件。以此方式，振动所述元件以搅拌细粉末，帮助它从料斗输送到所述腔中。最好，此振荡器包含一个超声波喇叭筒，它上下振动所述元件，或者说竖直运动所述元件。另外还可以用一个压电马达横向振动所述元件。

在一个示范性的方面，此装置还包括一个在振动元件振动时在腔的上方移动振动元件或者杆的机构。在可旋转的腔内设有多个腔时，这种装置特别优越，转动可旋转的腔用于把所述腔对齐开口。这样可以用移动机构在可旋转元件上移动所述元件，从而振动元件通过每个腔帮助每个腔填充粉末。所述移动装置最好包含一个直线驱动机构，它沿开口以小于每秒100厘米的速率移动所述杆。

在另一个方面，振荡器构成以用约1,000至180,000Hz的频率范围上下运动地振动所述元件，更好以约10,000至40,000Hz的频率范围上下运动地振动所述元件，最好以约15,000至25,000Hz的频率范围上下运动地振动所述元件。上下振动时，振动元件最好包含一个直径范围1.0至10厘米范围的圆柱杆。横向振动时，振动元件最好包含一个直径范围0.01至0.04英寸(0.025至0.1厘米)范围的杆或者线。

在振动元件的远端最好可运转地连接一个端件以帮助搅拌细粉末。最好，端件与腔竖向间隔一个范围在约0.01毫米到10毫米的距离，而且，最好，此范围约在0.5毫米到3.0毫米的范围。在一个方案中，所述装置设有多个振动元件，从而多个元件可以在细粉末中振动。

在又一个方面，所述腔放置在一个可旋转的构件中，可旋转构件的放在第一位置使所述腔与料斗的开口对齐，在第二位置使所述腔与一个药囊对齐。以此方式，所述腔在第一位置可以填充粉末。然后可旋转的构件转到第二位置使粉末能够从所述腔排到所述药囊中。所述腔最好包括一个口，此口与一个真空源连通以帮助把粉末从料斗抽到所述腔中。最好跨越所述口放置一个过滤器以帮助捕获粉末。一个压缩空气源最好也与所述口连接以从所述腔向所述药囊中排出被捕获的粉末。可以设一个控制器以控制空气源、真空源和振荡器的驱动。

所述装置还可以包括一个按所述腔的容量控制腔中捕获的粉末量的装置。以此方式，捕获的量就是单位剂量。这样一种调节机构可以包括一个边缘以去掉超出所述腔之上的细粉末。在一个实施例中，此调节机构包含一个有孔的薄板，此孔在填充过程中可以与所述腔对齐。在转动可旋转构件时，此孔的边缘从所述腔刮去多余的粉末。

在一个特别的方面，振荡元件包括一个在远端上与之间隔开的突起件。此突起件起在振荡元件沿料斗移动时弄平料斗中的粉末的调平件的作用。

在另一个方面，设一个次级料斗以在向初级料斗发送粉末前储存粉末。设置一个摇动装置，用于在向初级料斗输送粉末振动次级料斗。最好粉末经一个溜槽而下，从而可以不与沿初级料斗的振荡元件的移动相干扰。

又一个方面，所述腔用一个变换工具形成。以此方式，可以通过在可旋转构件上连接不同尺寸腔的变换工具简单地改变所述腔的尺寸。

本发明还提供一个输送细粉末的示范系统。该系统包括多个可旋转构件，它们各含一排腔。每个可旋转构件上方放置一个料斗，料斗各有开口使粉末能够输送到各腔中。每个料斗中各放置一个振动元件，并设一个振荡器以上下振动所述元件。还设有一个移动装置沿料斗移动振动构件以帮助从料斗向所述腔中输送粉末。方便地，可以设一个控制器以控制可旋转元件、振荡器、及移动装置的运转。

附图简述

图1为一个根据本发明输送细粉末的示范装置的侧剖视图。

图2为图1的装置的端视图。

图3为图1所示装置的详细图示，表示根据本发明一个振荡杆正在所述腔的上方移动。

图4为根据本发明的输送粉末的示范系统的左前透视图。

图5为图4所示系统的右前透视图。

图6为图4所示系统的剖视图。

图7为根据本发明的另一个输送细粉末的装置的示意图。

图8为根据本发明的又一个输送细粉末的装置的示意图。

图9为根据本发明的再一个输送细粉末的装置的示意图。

图10为根据本发明的又一个输送细粉末的装置的实施例的透视图。

图11为图10的装置沿11-11线所作的剖视图。

图12为图10的装置沿12-12线所作的剖视图。

图13为图10所示的装置的可旋转构件的分解图。

图14A为从可旋转构件的一个腔刮掉多余粉末的刮除机构的示意图。

图14B为图14A所示的刮除机构安装在可旋转构件上方的端视图。

图14C为根据本发明从可旋转构件的从一个腔刮掉多余粉末的另一个刮除机构的透视图。

图15是根据本发明输送粉末的一个特别优选的系统的透视图。

优选实施例

本发明提供把细粉末输送到药囊中的方法、系统和装置。细粉末非常细，通常平均尺寸范围在约20微米以下，常常在约10微米以下，更常在约1至5微米的范围。但本发明可以在某些情况下用于大的粉粒，例如达约50微米或以上。细的粉末可以包含各种成分并最好含有蛋白、核酸、碳水化合物、缓冲盐、肽、其它小生物分子及类似物之类的药物。拟收容细粉末的药囊最好包含单位剂量药囊。这些药囊用来储存单位剂量药物直至需用于经肺给药。为从所述药囊中抽取药物，可以采用一种吸入装置，如前文引作参考的美国专利5,785,049和5,740,794所述的。然而，本发明的方法还用于制备依靠散喷的其它吸入装置所用的细粉末。

所述药囊最好各填充以精确量的细粉末以保证给予患者正确的剂量。在计量和输送细粉末时，会精心地处理细粉末，并且不加压缩，从而发送到药囊的单位剂量足以能够散喷，从而在使用现有的吸入装置时是有效的。按本发明制备的细粉末会特别有用于，尽管不限于，依靠手动操作，或者仅凭吸入散喷粉末的″低能量″吸入装置。用这样的吸入装置，粉末最好至少20％(重量)可以散喷或者吸入到流动气流中，更好至少60％可以散喷，而最好至少90％可以散喷，如前文引作参考的美国专利5,785,049所述。因为生产细粉末药物的成本往往相当大，药物最好以最少的浪费计量和输送到药囊。最好快速地用单位剂量的药物填充所述药囊，从而可以经济地生产大量的含有计量过的药物的药囊。

根据本发明，细粉粒捕获在计量腔中(最好确定其尺寸以限定单位剂量的容积)。一个优选的捕获方法是经所述腔抽吸空气，使空气的抽吸力作用在小的聚集物或者分散的粉粒上，如本文引用其全部内容作为参考的美国专利5,775,320所述。因此，流态化的细粉末基本不压紧地并且基本不形成空隙地填充在所述腔中。还有，以此方式捕获，可以使细粉末准确而可重复地计量，不会不适当地降低细粉末的可散喷性。可以改变经过所述腔的空气流以控制捕获粉末的密度。

在对细粉末计量之后，细粉末以单位剂量注入所述药囊中，因为注入的细粉末有足够的散喷性，它可以被吸入装置或者散喷装置产生的空气湍流吸入和气雾化。这种注入过程在前引作参考的美国专利5,775,320中说明过。

搅拌细粉末最好通过捕获腔紧靠上方的细粉末中的一个振动元件完成。最好所述元件上下地振动，也就是说，竖直地运动。另外所述元件也可以横向振动。各种机构可以用于振动所述元件，包括超声波喇叭筒、压电弯曲马达、旋转一个凸轮或者曲轴的马达、电磁铁等。另外，也可以用一个线环在细粉末中旋转以使粉末流态化。但最好通过在细粉末中振动元件的振动完成搅拌，在某些埸合希望紧靠粉末的上方振动振动元件以使粉末流态化。

图1和2示出了计量和输送单位剂量的细粉末药物的装置10的实施例。装置10包含一个有顶端14和底端16的通道或者说料斗12。在底端16有一个开口18。固定在料斗12中的是一个细粉末床20上，放在料斗下的是一个其周边有多个腔24的可旋转构件22。可旋转构件22可以转动用其开口18来对齐腔24，使粉末20可以从料斗12输送到腔24中。

放置在料斗12上的是杆28连接其上的压电弯曲马达26。压电马达26置于料斗12之上，从而使杆28的远端29在细粉末床20之内，同时与可旋转构件22间隔开。料斗12的底端16紧密地在旋转构件22的上方使保持在料斗12中的粉末不会从底端16与可旋转构件22之间逸出。在杆28的远端29有一个大体与杆28垂直的交叉构件30。横向构件30长度最好至少与腔24的顶部直径一样，以帮助把细粉末搅拌进腔内，这在后文将详述。

在图1中看得最清楚，驱动压电弯曲马达26时，使杆28如箭头32所指地前后振动。还有，如箭头34所示，压电弯曲马达26沿可旋转构件22的纵向可移动，以使横向构件30在每个腔的上方振动。

现参照图3，详细说明粉末从料斗12向腔24输送。放置在腔24内的是顶部过滤器36和备用过滤器38。顶部过滤器36放在可旋转构件22中，使它与腔24的顶有公知的距离。管线40与腔24连通以在填充的过程中形成抽吸力，在从腔24排出粉末时提供压缩空气，与待审美国专利申请08/638,515说明的方式相似，其内容在此引作参考。

在准备好填充时，在管线40中产生真空以经腔24抽气。还有，当处于腔24上方时杆28如箭头32所示振动，以帮助搅拌粉末床20。这样一种过程帮助把粉末从粉末床20输送到腔24中。在振动的同时，杆28如箭头34所指被移动到腔24的上方。粉末床20的搅拌基本上发生在腔的整个开口中。另外，杆28的移动还把杆移动到其它腔的上方，从而它们可以同样的方式填充。

如箭头42所示，杆28最好与可旋转的构件22沿竖向隔开一个从约0.01到10毫米的距离，更好是与可旋转的构件22竖向隔开一个从约0.1到0.5毫米的距离。选择这样的间隔以保证直接在空腔上方的粉末被流态化并可以被抽入腔24中。现在参考图4-6说明粉末输送和计量系统44的一个示范性实施例。系统44是按图1-3所示装置的上述原理构成。系统44含有一个基底46和一个可旋转地固定可旋转构件50的框架48。可旋转构件50包括多个腔52(见图6)。可旋转构件50，包括腔52，最好设有与前文引作参考的待审批的美国专利08/638,515所述类似的真空和压缩管线。简而言之，产生真空以帮助把粉末抽入腔52。在填充腔52时，把可旋转元件52转到腔52面朝下为止。在此处使压缩空气压通过腔52压送，以把捕获的粉末排进药囊中，如业内常用的泡粒包装。

置于上述旋转构件50上方的是具有细长开口56(见图6)的料斗54。可运行地安装在框架48上的是多个压电弯曲马达58。各个压电弯曲马达上连接的是一个杆60。示范性的压电弯曲马达可从美国麻萨诸塞州坎布里奇市的Piezo System，Inc公司购到。这种弯曲马达含有两层压电陶瓷，每层有一个外电极。在两个外电极上施加一个电埸以引起一个电极层膨胀而另一个收缩。

杆60最好包含直径范围在约0.005-0.10英寸(0.013-0.254厘米)，更好在约0.02到0.04英寸(0.05-0.1厘米)范围的不锈钢丝。然而，在构成杆60时可以考虑使用其它的材料和几何形状。例如可以采用各种刚性材料，例如其它的金属和合金、乐器钢丝、碳纤维、塑料等。杆60的截面形状也可以是非圆的及/或非均匀的，只要有能够搅拌杆远端附近的粉末以流态化此粉末的重要特性即可。优选地在杆60的远端连接一个垂直的交叉构件62(见图6)。可选一或多个交叉构件置于远端的交叉构件上方以帮助填平运转过程中产生的所有沟槽。被驱动时杆60最好在约5至50,000Hz的频率范围振动，更好是在约50至5,000Hz的频率范围振动，最好在约50至1,000Hz的频率范围振动。

压电弯曲马达58连接到移动机构64，此机构沿料斗54移动杆60。在移动时，横向构件62最好在腔52的上方竖向隔开一个从约0.01到10毫米的距离，更好是与可旋转的构件22竖向隔开一个从约0.1到0.5毫米的距离。移动机构64包含一个旋转轮66，它转动一个传动皮带68，此皮带再连接到平台70。压电弯曲马达58连接在平台70上，当驱动传动轮66时平台70在轴72的上方移动。以此方式，可以把杆60在料斗内前后移动，从而杆60在每一个腔52的上方振动。在填充腔52时移动机构64可以用于使杆60在腔52的上方通过所需的次数。最好，以小于每秒200厘米的速度移动杆60，更好是，以小于每秒100厘米的速度移动杆60。最好杆60在每个腔上通过至少一次，而通过两次更好。

在运转中，料斗54用要输送到腔52的细粉末填充。然后在各个腔52与开口56对齐时经它们，抽真空。同时，压电弯曲马达58受驱动以振动杆60。在杆60振动的同时，驱动移动机构64以前后移动杆60。杆60的振动搅拌细粉末以帮助它输送进腔52中。当腔52充分填充时，旋转构件50转动180度把腔52置于朝下的位置。在旋转构件50转动时，料斗54底缘上的一个叶片刮除任何多余的粉末，以保证每个腔中只含有单位剂量的粉末。

在朝下的位置，一股压缩空气压过各个腔52以把细粉末排进药囊中(未示)。以此方式，为把细粉末以计量过的量从料斗输送到药囊中提供了一个便利的方法。

现参照图7说明输送计量过剂量的细粉末的装置74的另一个实施例。装置74包含一个壳76和一个可运转地连接在壳76上的压电底板78。压电底板78包括多个孔80(或者一个屏幕)。置于底板78的上方的是一个有细粉末床84的料斗82。连接在底板78上的是一对驱动压电底板78的电线86。当电流交替地加在导线86上时，引起底板膨胀和收缩以产生箭头88所示的振动模式。接着，引起孔80振动以帮助搅拌细粉末床而更有效地使粉末经孔80下降进入一个腔。前述实施例中所述具有与真空源和压力源连通的腔的可旋转构件也可用于与装置74连接以帮助捕获细粉末并把捕获的粉末排进药囊中。

输送计量剂量粉末的装置100的另一个实施例示于图8。装置100与前述的装置10运转相似，只是用具有驱动一根联杆106的曲柄104的马达取代了压电弯曲马达。在联杆106往复运动时，杆108在填充粉末112的料斗110中振动。受搅拌的粉末就这样以与前述类似的方式被捕获在腔114中。还有，在振动时，杆108可以前面用其它实施例中说明的方式相类似地在腔114的上方移动。

输送细粉末的计量剂量的装置120的另一个实施例示于图9中。装置120含有一个转动一个线环124的马达122。如图所示，线环124置于腔128正上方的细粉末126床内。以此方式，当线环124转动时，粉末会被流态化并被以与前述实施例相似的方式吸入腔128中。还有，在其转动时，可以把环124以其它实施例所述相似的方式在腔128上方移动。

现参考图10，说明输送细粉末的装置200的另一个实施例。装置200以前述实施例相似的方式工作，即从料斗将细粉输送到旋转件的计量腔中。粉末以单位剂量从可旋转构件排入药囊中。

装置200含有一个固定可旋转构件204的框架202，从而，可旋转构件204可以由一个固定在框架202上的马达(示未)转动。框架202还固定一个可旋转构件204上方的料槽或者说初级料斗206。置于料斗206上方的是一个振荡器208。如图11和12所示，一个可振动元件210连接在振荡器208上。振荡器208由一个卡具214连接在支杆212上。支杆214再连接到输送台216上。用一个螺杆马达217相对于框架202前后移动台216。以此方式可以在料斗206中前后移动可振动元件210。

再参看图11和12，装置200还包括一个置于初级料斗206之上的次级料斗218。方便的是，料斗218包括使它能够可取下地连接框架202的翼板219，连接是通过把翼板219插入槽220中达到。料斗218含有一个壳222和一个储放粉末的管形部分224。在料斗218连接到框架202时，一个溜槽226从壳222伸进料斗206中。管状部分224包括一个使粉末能够从管状部分224落到溜槽226中的开口228。在开口228的上放置一个屏230，一般防止粉末在摇动或者振动壳222之前向下流入溜槽中。

方便的是，用一个插闩232把次级料斗218固定在框架202上。为取走次级料斗218，从料斗218上松脱插闩232，并把料斗218从槽220中抬起。以此方式，可以方便地取走料斗218，进行再装料、清洁、更新等。

为把粉末从料斗218中运走，放置一个支臂234与壳222接触，在受摇动或者振动时振动壳222。用一个马达(未示)摇动或者振动支臂234。如图12所示，壳222可选择地包括一个含块238的内开口236。在壳摇动时，块238在开口236内振动。由于块238与壳222壁接合着，它以壳222传播振动波以帮助经开口228，并经屏230从管状部224输送粉末。然后粉末滑下溜槽226直到落入料斗206中。采用溜槽226的优点还在于，它可以使管状部分2224可以从振荡器208横向偏离，这样就不会与振荡器208的运动相冲突。在开口236中包括的块238的一个特别的优点在于，由于块238的振动所产生的任何微粒都会保持在开口236中而不会污染任何粉末。

振荡器208的结构使得上下或者说竖直运动振动可振动元件210。振荡器208最好含有任何一种市售超声波喇叭筒，如Branson TMI超声波喇叭筒。可振动元件210最好在约1,000至180,000Hz的频率范围振动，更好是在约1,000至40,000Hz的频率范围振动，最好在约15,000至25,000Hz的频率范围振动。

在图12中看得最清楚，可振动元件210包括一个适当地成型以在元件210振动时最佳地搅拌细粉末的端件240。如图所示，端件240外周大于元件210的外周。元件210最好几何形状为圆柱形，并且直径最好在约0.5至约10毫米的范围。如图所示，端件240也是几何形状为圆柱形，并且直径最好在约0.5至约10毫米的范围。但是应当理解，可振动元件210和端件240可以构成为任何形状和尺寸。例如，可振动元件210可以是带梢度的。端件240也可以有减缩的轮廓以减少经过料斗206移动振荡器208时粉末的横向运动。端件240最好在可旋转构件204的上方竖向隔开一个从约0.01到10毫米的距离，更好是与可旋转的构件204竖向隔开一个从约0.5到3.0毫米的距离。

采用振荡器208，以类似于就其它的实施例所述方式，帮助把粉末输送到可旋转构件204的计量腔242中。更特别地，采用马达217移动台216，使可以沿料斗206横向往复移动可振动元件210。同时，在可振动元件210通过每个计量腔242的上方时，上下运动地振动可振动元件210，也就是说对可旋转元件204的径向振动可振动元件210。最好，振荡器208以小于约每秒500厘米，更好是以小于约每秒100厘米的速率沿料斗206横向地移动。

在料斗206内，横向移动可振动元件210时会有一种倾向，即，振动元件210将向料斗206的末端推或者说刮一些粉末。可以通过在料斗内刚如在平均粉末深度以上在可振动元件210上设一个辐射表面或者突起构件244，来减轻粉末的这种运动。以此方式，积累得高于平均深度的粉末被可取地运动起来，并移动到料斗中粉末较浅的区域。最好，突起构件244与端件240隔开约2毫米到约25毫米，更好约5毫米到约10毫米的距离范围。作为另一个方案，可在振荡器208上连接(或者分开铰链接合)耙子之类的刮平机构，这样它们可以铲挖粉末的顶部以在振荡器208沿料斗移动时平整粉末。作为另一个方法，可以在粉末床内放置一个屏类的细长振荡元件以帮助平整粉末。

如图11和12所示，旋转元件204在计量腔242与料斗206对齐的填充位置中。与所述其它的实施例一样，填充计量腔242后，在粉末从计量腔242排到药囊处，可旋转元件204转动180度。最好采用一个Klckner氏包装机向装置200供应含有药囊的薄板片。

现参看图13，较详细地说明可旋转构件204的结构。可旋转构件204包括一个有前端248和后端250的滚筒246。轴承252和254可以经端252和254插入使滚筒246在连接到框架202上时能够转动。。可旋转构件204还包括一个套筒256、一个后滑环258和一个前滑环259，它们气密封闭地装配。套筒256中设有入气口260和261。入气口260与一个计量腔242对242a流通，而入气口261与一个计量腔242对242b流通。以此方式，可以在腔对242a或腔对242b中产生压缩空气或者真空。

更特别的是，空气从入气口260通过滑环258、通过垫圈中的孔264进入管汇中的孔265。空气然后通过管汇262并经一对孔265a和265b出管汇262。托架270中的孔265c和265d为空气进入腔242a的路径。以类似的方式，发自入气口261的空气通过滑环259、经过垫圈270中的孔266进入管汇262中的一个孔(未示)。以上述对入气口260所述的相类似的方式，空气经过管汇262和垫圈270中的各种孔直至最后通过腔242b。以此方式提供两个分开的空气回路。另外也可以取消一个入气口，这样可以同时向全部计量腔242提供真空或者压缩空气。

放置在管汇262上方的还有一个改变工具274，计量腔242形成在改变工具74中，并在改变工具74和空气托架272之间放置过滤器276形成计量腔242的底端。空气可以通过在入气口260或者261上连接真空抽入腔242中。类似地，可以通过在入气口260或者261连接一个压缩空气源把压缩空气压入计量腔。如本文所述其它实施例，经计量腔242抽真空帮助把粉末抽入计量腔242。在滚筒246转动180度后，经计量腔242压送压缩空气把粉末排出计量腔242。

滚筒246包括一个其中插入管汇270、空气托架272和变化工具74的孔278。还设有一个凸轮280，它可插入孔278中。在孔278内转运凸轮280，以固定滚筒246内的各种部件。松开时可以从孔278中滑出改变工具274。以此方式可以容易用其它具有不同尺寸计量腔的改变工具更换改变工具274。以此方式，装置200可以设有品种齐备的改变工具，使用者可以通过简单地插入新的改变工具274方便地改变计量腔的尺寸。

装置200还包括有刮平从计量腔242超出的粉末的装置。这样一种刮平装置示于图14A和14B，并且也称为刮平板。为图示方便，在图10-12中略去了刮平装置282。在图14A和14B中示意地画出了可旋转构件。调平装置282有一个薄板284，它有孔286，它们在可旋转构件处204于填充位置时与计量腔242对齐。孔286最好是直径稍大于计量腔242的直径。以此方式，孔286不会防碍计量腔的填充。板284最好由黄铜构成，并且直径约为0.003英寸(0.0076厘米)。用弹簧把板板284压在可旋转构件204上，这样它基本与外周平齐。以此方式，板284基本相对可旋转构件204密封，防止过多的粉末在板284和可旋转构件204之间逸出。板204连接在框架202上，并在可旋转构件204转动时保持静止。以此方式，在粉末输送到计量腔242后，可旋转构件204转向发药位置。在旋转中，孔286的边缘从计量腔242刮去任何多余的粉末，在计量腔242中只留下单位剂量。刮平机构282的结构优势在于，减少可动零件的数量，从而减少静电的积累。还有，去掉的粉末留在料斗206内，可以在计量腔242空出后输送到计量腔242中。

图14C中所示的是另一种从计量腔242刮去多余的粉末的机构。此机构含有一对连接在料斗206上的刮平叶片290和292，可以理解，根据可旋转构件204的转动方向，会只需要一个叶片。叶片290和292最好由作薄金属片构成，例如0.005英寸(0.0127厘米)厚的黄铜片，轻轻地用弹簧压在可旋转构件204上。叶片290和292的边缘大致与料斗206中开口的边缘一致。在填充计量腔242后，转动可旋转构件204，用叶片290或者292(取决于转动的方向)从计量腔242刮去所有多余的粉末。

再来看图10-12，说明装置200用单位剂量的细粉末填充药囊的工作。最初，把细粉末放置在次级料斗218的管状部分224内。方便的是，在填充时可以把料斗218从框架202取下。然后摇动或者振动壳222足够时间，使希望量的粉末经开口228、屏230并沿溜槽226输送到初级料斗206。可旋转构件204放入计量腔242与料斗206对齐的填充位，然后在入气口260和261施加真空(见图13)，经计量腔242抽空气。在重力的影响和真空的帮助下，粉末落入计量腔242，并基本填满计量腔242。然后起动振荡器208以振动元件210。同时，开动马达217，在计量腔206中前后移动振动元件210。在振动元件210时，端件240在料斗206的底部产生一种形式的气流搅拌粉末。在端件240通过每个计量腔242上时，产生一种气雾云，由真空和重力抽入计量腔242。在端件242通过计量腔242上方时，起声能量向下放射进计量腔，搅拌已经在计量腔内的粉末。这又可以使腔内的气流能够除去前面填充中存在的任何密度不均匀。这种特征的特别的优越性在于，可以破碎任何可在计量腔中造成空隙的团块，以更加均匀地填充计量腔。

在每个计量腔242上方通过一或者二次以后，将可旋转构件204旋转180度到发药位置，此处计量腔242与药囊(未示)对齐。如前所述，在可旋转元件204旋转时，从计量腔242上刮去任何多余的粉末。在发药位置时，经入气口260和261施加压缩空气从计量腔向药囊内排出单位剂量的粉末。

本发明还提供一个在振荡器210通过计量腔242上方时，调整供给振荡器210的超声功率以便调节填充重量的方法。可以此方式调节各种计量腔的填充重量，以补偿可能周期性发生的粉末重量差异。例如，如果第四个计量腔持续地产生处理重量过低的单位剂量，在振荡器208每次通过第四计量腔上方时可以稍增加它的功率。结合使用自动(或者手动)称重系统和控制器，这种安排可以用于构成自动(或者手动)的闭环称重系统，以调节各个计量腔的振荡器功率，以提供更精确填充称重。

现参看图15，说明计量和输送细粉末的一种系统300。系统300的工作方式与装置200类似，但是包括以单位剂量细粉末同时填充多个药囊的多个振荡器和多个料斗。系统300含有一个其上可旋转地连接的多个可旋转构件304的框架302。可旋转构件304可以类似于可旋转构件204构成，并包括多个容纳粉末的计量腔(未示)。根据具体的应用，可旋转构件和计量腔的数量可以不同。在可旋转件304上保存粉末的初级料斗306放置在各个可旋转构件304的上方。振动件308在每个料斗306上并且包括一个就装置200所述类似的在料斗306内搅拌粉末的可振动元件310。一个与装置200的次级料斗218相类似的次级料斗放置在各个初级料斗306的上方，以就装置200所述的类似方式，把粉末输送到料斗306中，但简明方便未示出。

在每个可旋转构件304上连接一个马达312(为图示方便仅示一个马达)，在填充位置和发药位置之间转动可旋转构件304，与装置200相似。

每个振荡器308用一个卡具316连接到支臂314上。支臂314再连接到一个公共台318上，此台有一个可以用螺杆马达322的螺杆320在轨道321上移动的滑动器319。以此方式，可通过操作螺杆马达322在料斗中同时地前后移动可振动元件310。另外，每个振荡器可以各连接一个分开的马达，这样各个振荡器可以独立地移动。

框架302连接到一个包括多个细长槽326的基底324。槽326用于容纳在板片330形成的多个药囊328的底端。板片310最好由泡囊机提供，例如市售的UHLMANN包装机，型号为1040。可旋转构件304最好包括数个与板片330各行药囊数目对应的计量腔。以此方式，可在每一个工作周期中填充四行药囊。在四行填充后，再填充计量腔，并推进板片330把新的四行药囊与料斗306对齐。

系统300的一个特别的优点是它可以全自动地填充。例如在包装机、真空和压缩空气源、马达312、马达322和振荡器308上连接一个控制器。通过使用这样一种控制器，可以把板片自动地推进到适当的位置，在此位置上起动马达312把计量腔与料斗306对齐。然后启动真空源经计量腔抽真空，在同时，起动振荡器308，并用马达322移动振荡器308。一旦填充完计量腔，就用控制器起动马达312转动可旋转构件304，使之与药囊328对齐为止。然后控制器发出信号通过计量腔送出压缩空气，把计量过的粉末排入药囊328。填充完毕后，控制器使包装机推进板片330并重复工作循环。在需要时，如前所述可以采用控制器起动马达(未示)，以振动次级料斗把粉末输送到初级料斗306中。

虽然示出了含有超声波喇叭筒的振荡器，应当理解可以采用其它类型的振荡器和可振动元件，其中包括前文所述及的振荡器和可振动元件。还有，根据具体需要，振荡器的数量和通道的尺寸可以不同。

尽管上述说明中本发明以图示和举例的方式加以说明，以达到清楚理解的目的，但是，显然在所附权利要求书的范围内可以实行一定的变化和修改。

Claims (42)

1.一种输送细粉末的方法，包括：

把细粉末放置在一个其中有开口的料斗中；

在细粉末内振动一个可振动元件，其中该可振动元件相对于该料斗中的细粉末上下运动地振动；以及

将至少一部分从所述开口排出的细粉末捕获到一个腔中，其中，捕获的细粉末足够松散，因此从所述腔中取出时可被散开。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动元件在从约1,000Hz到180,000Hz的频率范围内振动。

3.权利要求1所述的方法，其特征在于，多个腔与所述开口对齐，所述方法进一步包含沿所述开口移动所述可振动元件以通过每个腔的上方。

4.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细粉末含有平均尺寸在从约1微米到100微米范围内的分散粉粒组成的药物。

5.权利要求1所述的方法，其特征在于，捕获步骤还包括通过所述开口下的所述腔抽空气，其中抽的空气帮助将细粉抽到所述腔内。

6.权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使捕获的细粉末从所述腔转移到一个药囊中。

7.权利要求6所述的方法，其特征在于，所述转移步骤包括向所述腔中引入压缩空气，从而将捕获的细粉末驱赶到所述药囊中。

8.权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含从所述的腔发药和改变所述腔的尺寸。

9.权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述可振动元件在该开口的附近具有一个末端。

10.权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在所述元件正在振动时，横向移动该元件穿过该细粉末。

11.权利要求9所述的方法，其特征在于，所述振动元件在从约1,000Hz到180,000Hz的频率范围内振动。

12.权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包含周期地平整料斗内的细粉末。

13.权利要求9所述的方法，其特征在于，所述细粉末包含由平均尺寸小于约20微米的分散粉粒组成的药物。

14.权利要求9所述的方法，其特征在于，捕获步骤还包括通过所述腔抽空气，其中抽的空气帮助传输细粉末穿过所述开口。

15.权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括使捕获的细粉末从所述腔转移到一个药囊中。

16.权利要求9所述的方法，其特征在于，捕获细粉末的量为单位剂量。

17.权利要求9所述的方法，其特征在于，所述料斗为初级料斗，并且其中所述的放置步骤包括将所述细粉末从一个次级料斗转移到该初级料斗中。

18.权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括振动次级料斗中的细粉末，以便将细粉末转移到该初级料斗中。

19.一种输送细粉末的方法，该方法包含：

把细粉末放置在一个具有开口的料斗中；

在该料斗内设置一个可振动元件，并横向移动该元件穿过该料斗并横跨所述开口；以及

捕获至少一部分从所述开口排出的细粉末到一个腔中。

20.权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括振动所述元件。

21.权利要求19所述的方法，其特征在于，所述细粉末包含由平均尺寸小于约20微米的分散粉粒组成的药物。

22.权利要求19所述的方法，其特征在于，所述细粉末被捕获在多个腔中，每个腔都位于所述料斗下面。

23.权利要求19所述的方法，其特征在于，捕获步骤还包括通过所述开口抽空气，其中抽的空气帮助转移细粉末穿过所述开口。

24.一种输送细粉末的方法，该方法包含：

把细粉末放置在一个具有开口的料斗中；

振动该料斗中的一个可振动元件；

设置抽吸功能以便帮助至少一部分细粉末传输穿过所述开口；以及

将至少一部分从所述开口穿过的细粉末捕获到一个腔中，其中，捕获的细粉末足够松散，因此从所述腔中取出时可被散开。

25.权利要求24所述的方法，其特征在于，所述元件上下运动地振动。

26.权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在所述元件正在振动时，横向移动该元件穿过细粉末。

27.权利要求24所述的方法，其特征在于，所述细粉末包含由平均尺寸小于约20微米的分散粉粒组成的药物。

28.权利要求24所述的方法，其特征在于，将通过所述开口抽取的细粉末捕获在一个腔中。

29.权利要求28所述的方法，还包括将捕获的细粉末从所述腔转移到一个药囊中。

30.一种用于输送细粉末的装置，该装置包括：

一个适于容纳细粉末的料斗，该料斗具有一个开口；

一个位于该料斗内的可振动元件；以及

一个振动马达，用于以上下运动的模式振动该可振动元件，以帮助将细粉末传输穿过该开口。

31.权利要求30所述的装置，其特征在于，所述可振动元件在料斗内可横向移动。

32.权利要求30所述的装置，其特征在于，所述振动马达适于在从约1,000Hz到约180,000Hz的频率范围内振动所述可振动元件。

33.权利要求30所述的装置，其特征在于，还包括一个腔，该腔能定位与所述开口相对齐，以便捕获通过该开口流出的细粉末。

34.权利要求30所述的装置，其特征在于，所述腔是一个可转动的部件。

35.权利要求30所述的装置，其特征在于，所述腔能与一个能够提供抽吸功能的管线相连接，以帮助将细粉末传输穿过该开口。

36.权利要求30所述的装置，其特征在于，所述腔室适于捕获单位剂量的药粉。

37.一种用于输送细粉末的装置，该装置包括：

一个适于容纳细粉末的料斗，该料斗具有一个开口；

一个位于该料斗内的可振动元件，该可振动元件可横跨该开口横向移动；以及

一个用于振动该可振动元件的振动马达，以帮助将细粉末传输穿过该开口。

38.权利要求37所述的装置，其特征在于，还包括多个腔，每个腔都可定位在所述料斗下面，以便捕获通过所述开口流出的细粉末。

39.权利要求37所述的装置，其特征在于，所述腔能与一个能够提供抽吸功能的管线相连接，以帮助将细粉末传输穿过该开口。

40.一种用于输送细粉末的装置，该装置包括：

一个适于容纳细粉末的料斗，该料斗具有一个开口；

一个位于该料斗内的可振动元件；

一个用于振动该可振动元件的振动马达；以及

一个腔，能定位与所述开口相对齐，以便捕获通过该开口流出的细粉末，该腔能与一个能够提供抽吸功能的管线相连接，以帮助将细粉末传输穿过该开口。

41.权利要求40所述的装置，其特征在于，还包括一个腔，该腔能定位与所述开口相对齐，以便捕获通过该开口流出的细粉末。

42.权利要求40所述的装置，其特征在于，所述腔是一个可转动的部件。

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