相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2015年1月12日提交的、申請?zhí)枮?2/125,073的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該美國臨時申請的全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本公開涉及用于將一種或多種試劑遞送到組織區(qū)域(諸如，眼睛表面)上的設(shè)備和方法，以通過持續(xù)遞送淚液替代品的方式治療任意數(shù)量的病癥，例如，中度至重度慢性干眼綜合征(des)的病例。

發(fā)明背景

des是由于淚液分泌不足而引起的，伴隨著眼睛干澀、沙粒感、疼痛、持續(xù)不適、視力障礙、燒灼和針刺感的癥狀以及角膜損傷的風(fēng)險。

目前的治療主要是姑息療法，包括補充眼藥水，該眼藥水作為人造淚液提供了臨時的緩解，并且保護了眼表。然而，des的嚴重病例需要非常頻繁地給藥，想要對其遵循，往往是不切實際的。因此，在嚴重的des中，上述刺激征持續(xù)存在，并且可能在心理效應(yīng)和身體效應(yīng)兩方面使人衰弱。由于與視力有關(guān)的日?；顒油嘶?、身體疼痛和身體疼痛和持續(xù)不適，des對生活質(zhì)量有影響。

本發(fā)明克服了不切實際地頻繁給藥。本發(fā)明提供了一種一次性安瓿，其能夠小心地附接于眼鏡制品并且被配置成以提供足夠的淚液替代品的速率持續(xù)地或間歇地向眼睛表面投射超小液滴。

發(fā)明簡述

本發(fā)明提供一種用于治療慢性干眼綜合征的微型可穿戴微滴噴射設(shè)備。該設(shè)備包括一次性藥品包裝和壓電致動器。藥品包裝被配置成通過壓電致動器將聲脈沖施加到一次性藥品包裝的外表面上來分配微滴。在本發(fā)明中，藥品包裝可以與壓電致動器分離，允許丟棄已使用過的包裝，同時壓電致動器重復(fù)與另一個藥品包裝一起使用。本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟的并且有成本效益的方法，用于需要遞送一種或更多種試劑的任意數(shù)量的病癥的治療。僅為了說明的目的，本文描述了用于慢性des的病癥的治療，因為所描述的設(shè)備和方法可以應(yīng)用于任意數(shù)量的不同病癥并且用于遞送任意數(shù)量的不限于des治療的試劑。

壓電致動器通過壓敏粘合劑、機械彈簧夾等可移除地附接于眼鏡制品(諸如，光學(xué)或太陽鏡)的眼鏡腿。一次性藥品包裝被插入到致動器中，使得分配噴管朝向眼鏡制品的鏡片延伸，然后眼睛在鏡片的表面上朝后彎曲?；陬A(yù)定的時間間隔，以提供足夠的淚液替代品的速率和累積的體積來將液滴分配到眼睛表面?；诳梢酝ㄟ^基礎(chǔ)分泌測試(例如但不限于schirmer’s測試程序(schirmer’stestprocedure))確定的患者淚液分泌的不足，可以調(diào)整分配速率。

在一個實施例中，藥品包裝包括吹塑——灌裝——密封包裝，或包括含有淚液替代品的無防腐劑的眼用處方的安瓿。處方可以包括含有聚合物(諸如，聚乙烯醇、聚維酮羥丙基、甲基纖維素、泊洛沙姆、羧甲基或纖維素羥乙基)的水溶液。

在公布號為wo2001/046134a1的pct專利公布中以及公布號為2013/053042a1、2014/0274910a1、2014/0242022a1、2001/0036449a1、2012/0070467a1的美國專利公布中以及專利號為8,722,728b2的美國專利中公開了在本發(fā)明的設(shè)備中可以使用的用于治療干眼綜合征的各種處方。

組合物可以包括消炎性局部用皮質(zhì)類固醇，諸如，四環(huán)素，環(huán)孢霉素毛果蕓香堿或環(huán)孢菌素a。

自體血清或臍帶血清的應(yīng)用也可用于中度至重度des的病例。

也可以使用在以下出版物中公開的人造淚液處方：

1.murubej、patersona、murubee.在advexpmedbiol.1998a；438:693–704.49發(fā)表的classificationofartificialtears:i.compositionandproperties。

2.murubej、murubee、zhuoc.在advexpmedbiol.1998b；438:705–715發(fā)表的classificationofartificialtears:ii.additivesandcommercialformulas。

上述文件的所有相關(guān)公開均以其整體并且針對全部目的通過引用的方式并入本文，包括公布號為2012/0070467的美國專利公布，其描述了與人造淚液無關(guān)但可在本發(fā)明中使用的各種眼用組合物和療法的組合。

人造淚液的可商購的處方也可以用于本發(fā)明，例如(美國加利福尼亞州irvine的allergen公司)或(美國紐約州rochester的bauschandlomb)或(美國德克薩斯州fortworth的alconlaboratories公司)。

藥品包裝被配置為響應(yīng)于其外表面上的脈沖位移誘發(fā)而分配微滴。包裝由熱塑性聚合物(諸如，聚對苯二甲酸乙二醇酯，聚乙烯或聚丙烯)制成。藥品包裝包括藥品儲存器、聲腔和孔。藥品包裝還包括在藥品貯存器和聲腔之間連接的第一流體通道，以及在聲腔和孔之間連接的第二流體通道。藥品包裝包含充滿藥品儲存器、聲腔和通道的體積的眼用處方。聲腔包括由薄壁結(jié)構(gòu)密封的小的流體外殼。當(dāng)在薄壁結(jié)構(gòu)上施加脈沖位移時，在空腔中的液體內(nèi)產(chǎn)生聲壓。然后，聲壓通過流體通道向孔傳播，隨即液體的液滴從孔噴射。在每脈沖位移之后，噴射單個液滴。術(shù)語脈沖位移意為位移具有較短的占空比，優(yōu)選在10-1000微秒之間，更優(yōu)選在80-300微秒之間。膜的位移幅度通常為約1、2、3或4μm，并且一般小于10μm。

優(yōu)選地，該設(shè)備以高頻工作。液滴噴射頻率在1hz至30khz之間。

液滴體積通常在100pl至1000pl之間，并且孔的尺寸通常在80至120μm之間。強的聲脈沖可能導(dǎo)致形成小衛(wèi)星液滴，這不利地分散在許多方向上。

在一些實施例中，該設(shè)備包括發(fā)光二極管(led)，其在液滴被噴射之前點亮或閃爍幾秒鐘。以這種方式，警告用戶保持他的眼瞼完全打開1、2或3秒的時間。在這種實施例中，設(shè)備將每20、30、45或60分鐘自動分配。該設(shè)備通常將以脈沖串模式分配，脈沖串模式為每預(yù)定時間段重復(fù)的預(yù)定數(shù)量的振蕩。每個脈沖串分配等于振蕩次數(shù)與每個液滴的體積的算術(shù)乘積的體積。因此，例如，如果液滴體積為500pl，并且脈沖串由1000次振蕩組成，則總體積為500,000pl或0.5μl(微升)。脈沖串可以由任意數(shù)量但通常小于10000的振蕩組成。該限制涉及到壓電芯片的技術(shù)規(guī)范。在各脈沖串之間的時間間隔通常小于60分鐘。在一些實施例中，設(shè)備可以以每個短時間間隔連續(xù)地分配小的體積，而不提示用戶。以這種方式，一陣液滴可能會由于眼瞼眨眼而未到達眼睛表面，而不會實質(zhì)地影響在長時間段內(nèi)的總劑量的遞送。

存在如下危險：在一段時期不用時(例如，在夜晚期間)，眼用處方將會完全變干并堵塞孔。在本發(fā)明中，該設(shè)備被配置成每10、20或30分鐘噴射至少一個液滴，以防止眼用處方在孔處完全變干。

致動器包括能夠響應(yīng)于相對低的電壓輸入(通常小于100伏)而產(chǎn)生大位移的單片共燒陶瓷壓電堆。壓電堆(由一些制造商定義為壓電芯片(piezoelectric-chip)或壓電芯片(piezochip))由多個壓電元件的集成堆制成，因此壓電堆的總位移是堆中的所有元件的累積的位移。在本發(fā)明中，壓電堆是由彈簧緊靠聲室的薄壁結(jié)構(gòu)預(yù)緊的。以這種方式，可以移除和替換藥品包裝，同時壓電堆可以重復(fù)與另一藥品包裝一起使用。在一個實施例中，藥品包裝是通過在藥液的封裝中通常使用的無菌吹塑——灌裝——密封工藝制造的。在例如公布號為2013/0345672a1、2012/0017898的美國專利公布中以及專利號為5,624,057的美國專利中描述這一工藝，它們中的每一個以其整體并且針對全部目的通過引用的方式被并入本文。

該設(shè)備還包括電子電路，其被配置成產(chǎn)生電脈沖并將電脈沖發(fā)送到壓電堆。電路的制造工藝結(jié)合了微電子封裝技術(shù)，這減小了電路的尺寸。該電路包括半橋驅(qū)動器，其包括半橋驅(qū)動器芯片和兩個mosfet晶體管。半橋驅(qū)動器接收輸入信號并發(fā)送驅(qū)動一對mosfet晶體管依次“開”和“關(guān)”的切換輸出信號。以這種方式，將低電壓輸入信號轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動壓電堆的高功率電脈沖。該電路還包括電感器，其將輸出增加到較高電壓電平。優(yōu)選地，電感器的電感和壓電體的電容被調(diào)諧為以選定的輸出頻率諧振工作。傳輸?shù)桨霕蝌?qū)動器芯片的輸入信號可以由微處理器或由信號發(fā)生器ic(集成電路)產(chǎn)生。在一個實施例中，將驅(qū)動器、晶體管和微處理器制造在單一集成電路上。優(yōu)選地，這種ic利用板上芯片(cob)封裝工藝直接附接并且封裝到印刷電路板(pcb)。在微電子領(lǐng)域，cob用于減小電路的尺寸。在本發(fā)明中，電路的輸入電壓優(yōu)選為低于5伏，更優(yōu)選為低于3伏，甚至更優(yōu)選為低于1.5伏。

由可充電電池(諸如，鋰聚合物)提供能量源。優(yōu)選地，電池被封裝為具有約0.5mm至2mm的厚度的平板。優(yōu)選地，電池的寬度和長度等于pcb的寬度和長度。電池可以通過感應(yīng)充電來進行無線再充電，這樣，通過在設(shè)備和外部充電器之間的電感耦合來傳輸能量。

附圖簡述

在總結(jié)了本發(fā)明的一般性質(zhì)及其一些特征和優(yōu)點之后，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)本文的參考下面的附圖的詳細描述，某些優(yōu)選實施例及其修改將變得明顯，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的相互分離的壓電致動器和藥品包裝的簡化分解圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的可操作地聯(lián)接的壓電致動器和藥品包裝的簡化視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的分配孔的橫截面視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例顯示孔的保護帶的分配設(shè)備的透視圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的附接于眼鏡架的、與藥品包裝分離的壓電致動器。

圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的可操作地聯(lián)接于藥品包裝的、并附接于眼鏡架的壓電致動器。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的通過藥品包裝的聲腔的、標記為細節(jié)-a的截面圖，其顯示了由壓電芯片夾緊的聲腔的橫截面形狀。

圖6a示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的圖6的細節(jié)a的位置。

圖7示出了當(dāng)壓電致動器和藥品包裝可操作地聯(lián)接時藥品包裝相對于眼睛的調(diào)整方法。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的替代性地使用彈簧夾將壓電致動器附接于眼鏡架。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的通過藥品包裝的厚度的橫截面視圖，其顯示了流體通道。

圖9a示出了藥品包裝的側(cè)視圖，其包括相對于參考圖9中的圖示的橫截面的方向。

圖9b示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的藥品包裝的俯視圖。

圖9c示出了流體通道的放大視圖，其包括限制聲波傳播的狹窄部分的細節(jié)視圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的壓電致動器的電子電路的示意圖。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的集成地安裝在眼鏡的眼鏡腿內(nèi)的空腔中的壓電致動器。

本發(fā)明的詳細描述

本文描述的實施例涉及針對任意數(shù)量的治療(例如，干眼綜合征(des))而將一種或更多種流體試劑遞送到眼表的設(shè)備。僅為了說明的目的，本文描述了用于慢性des的病癥的治療，因為所描述的設(shè)備和方法可以應(yīng)用于任意數(shù)量的不同病癥并且用于遞送任意數(shù)量的不限于des治療的試劑。

在本文所描述的系統(tǒng)和方法中，以高頻率但是單液滴的方式分配液滴。液滴具有從大約幾百微微升至大約一納升的范圍的超小體積。這種體積的液滴不會引起瞬目反射，并且以超小體積增量來遞送可以很接近地模擬天然的淚液分泌。

在第一方面實施例中，分配設(shè)備有利地利用了一次性的、可移除的或可分離的藥品包裝，同時可取地保持壓電致動器或換能器以用于隨后的進一步使用，由此提供經(jīng)濟的并且有成本效益的方法，該方法重復(fù)使用壓電致動器或換能器以用于進一步的操作。

在第二方面，藥品包裝包括細長的噴管或?qū)Ч埽浒ㄎ挥谘郾砀浇目?，而壓電致動器被定位成遠離眼睛。

雖然該描述闡述了各種實施例的具體細節(jié)，但是應(yīng)當(dāng)理解，該描述僅是說明性的，并且不應(yīng)以任何方式解釋為對于本發(fā)明的限制。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可能想到的本發(fā)明的各種應(yīng)用以及其修改也被本文所描述的一般概念所包含。

圖1和圖2示出根據(jù)一些實施例的壓電致動器(110)。壓電致動器包括壓電芯片(114)，在預(yù)緊力下可操作地聯(lián)接到藥品包裝(120)。致動器(110)被配置成在藥品包裝內(nèi)產(chǎn)生聲壓，以將眼用組合物的液滴從孔(124)分配到眼睛的角膜表面。如圖1和2圖所示，并且如在此和以下進一步討論的，壓電致動器(110)可以與藥品包裝聯(lián)接或分離。

如圖1所示，設(shè)備(100)包括藥品包裝(120)和壓電致動器(110)。藥品包裝(120)包括熱塑性主體，其包括含有待分配的眼用組合物的泡罩(122)。藥品包裝(110)還包括從泡罩延伸并終止于尖端部分(127)的細長噴管或?qū)Ч?126)。導(dǎo)管(126)包括與泡罩(122)流體連通的(未示出的)內(nèi)部流體通道。導(dǎo)管(126)還包括靠近尖端(127)的分配孔(124)和遠離尖端并且靠近泡罩(122)的聲腔(123)。在一些實施例中，泡罩(122)和聲腔之間的距離為約5-15mm，并且聲腔(123)和孔之間的距離在30-60mm之間。以這種方式，壓電致動器(110)合宜地遠離分配孔(124)或眼睛。

聲腔(123)包括由薄壁膜(123-a)密封的圓柱形腔室。藥品包裝(120)被配置成每當(dāng)由致動器(110)將脈沖位移施加到薄壁膜(123-a)的表面上的時候，分配微滴。這一脈沖位移在聲腔(123)內(nèi)產(chǎn)生了聲壓，然后該聲壓通過導(dǎo)管(126)中的流體朝向孔(124)傳播，隨即液滴以調(diào)整到補充淚液分泌不足的平均速率以單一液滴的形式被分配。

壓電致動器(110)包括壓電夾和電子電路。壓電夾被配置成在彈簧壓力下被夾緊的時候，將脈沖位移施加到聲腔。

壓電致動器(110)包括印刷電路板(pcb)(115)，其能夠以選定的頻率產(chǎn)生電脈沖。參考圖2，可以看出，pcb(115)還在由壓電芯片(114)預(yù)緊的時候起到支撐藥品包裝(120)的剛性基板的作用?？梢钥闯?，壓電芯片(114)附接到“l(fā)”形彈簧構(gòu)件(111)的自由端，而彈簧的對端被分成兩個腿部(111-b)，每個腿部通過焊點附接到pcb。壓電芯片(114)通過結(jié)構(gòu)環(huán)氧粘合劑(諸如但不限于e-30cl類型)附接到自由端(111-c)。彈簧構(gòu)件(111)的尺寸被設(shè)計成通過施加大約5-10牛頓來將壓電芯片(114)預(yù)緊到表面(123-a)。在一些實施例中，彈簧構(gòu)件(111)由鈹銅制成。在一些實施例中，彈簧構(gòu)件(111)由具有鍍鎳的彈簧鋼制成。彈簧的厚度在0.3-0.7mm的范圍內(nèi)。

藥品包裝(120)可以沿箭頭(127-in)所示的方向插入致動器(110)或沿箭頭(127-out)所示的方向從致動器(110)中移除。圖1示出了顯示與壓電致動器(110)分離的藥品包裝(120)的設(shè)備(100)的分解圖，并且圖2示出了可操作地聯(lián)接到致動器(110)的藥品包裝(120)。

壓電芯片(114)包括由美國新澤西州牛頓的thorlabs公司銷售的型號為pa3ce的單片共燒壓電陶瓷堆。芯片在交流電壓輸入下擴展和收縮。共燒壓電陶瓷堆產(chǎn)生了大的位移，該位移通常在1-5微米的范圍內(nèi)。相比之下，單晶壓電陶瓷元件產(chǎn)生了在0.1-0.5微米范圍內(nèi)的位移，因此通常需要結(jié)構(gòu)性地附接到振蕩結(jié)構(gòu)。因此，在本發(fā)明中，共燒壓電陶瓷堆實現(xiàn)了藥品包裝的分離、以及用于des治療的經(jīng)濟的、有成本效益的并且實用的解決方案。

致動器(110)的底面可通過設(shè)置有(未示出的)保護膜的壓敏粘結(jié)膜(116)附接到眼鏡架，該保護膜在致動器附接到眼鏡腿之前被剝離。

電路(115)接收來自電池(113)的dc電力，并產(chǎn)生傳輸?shù)綁弘娦酒?114)的電脈沖，隨后壓電芯片(114)在聲腔(123)的表面(123-a)上產(chǎn)生位移的脈沖。

在一些實施例中，電池基于鋰聚合物化學(xué)反應(yīng)，并且具有約70mah(毫安×小時)和約3伏的輸出的電容量。鋰聚合物電池可以被封裝成與pcb的平面幾何形狀一致的薄平板電池單體。在一個實施例中，電池的厚度范圍為0.5至2mm。

電路還包括無線電池充電器，其被配置為在不進行硬件連接的情況下對電池(113)進行再次充電。充電器包括無線接收線圈和充電電路(113)。優(yōu)選地，線圈作為螺旋導(dǎo)電層而印刷在電路板上。一種優(yōu)化這種線圈和電路的設(shè)計的方法在2007年9月在ieeetransactionsonbiomedicalcircuitsandsystems，vol.1,no.3發(fā)表的題目為“designandoptimizationofprintedspiralcoilforefficienttranscutaneousinductivepowertransmission”的出版物中被描述，該文件通過引用的方式并入本文。

通過將該設(shè)備放置得極為貼近符合無線電力聯(lián)盟(wpc)標準的無線充電板，來對電池進行充電。

該設(shè)備被編程或預(yù)設(shè)成以這樣的平均速率分配微滴：該平均速率被調(diào)節(jié)到維持和恢復(fù)干眼表面上的正常淚液體積。在一些實施例中，設(shè)備以10hz-30khz的頻率分配液滴。該設(shè)備可以以1、5、10、20、40、60分鐘的時間間隔分配液滴，其中，典型的液滴尺寸為500pl(微微升)。因此，例如，該設(shè)備可以被編程為通過將具有500pl的液滴以33hz的頻率持續(xù)分配，來以1μl/秒的平均速率分配?；蛘?，以2khz的頻率和每1分鐘1秒的周期。或者，脈沖的頻率為0.1-2khz，并且間隔時間取決于患者的淚液分泌的不足?？蛇x地，如果需要，可以間歇地施用液滴。

在一個實施例中，該設(shè)備可具有一個或更多個孔。通常，每個孔的直徑在80-120微米的范圍內(nèi)。圖3示出了每個孔的橫截面形狀?？梢钥闯觯摽拙哂写笾聻殄F形或喇叭形的口形，而大開口(124-a)是流體入口，小開口(124-b)是液滴出口。在一些實施例中，在聚酰胺膜(諸如，mylar^tm或kevlar^tm(美國特拉華軸wilmington的dupont)上分離地形成孔。使用通常用于制造噴墨板的激光燒蝕工藝蝕刻該孔。圖4示出了具有孔(124)的聚酰胺膜(126)。通過壓敏粘合劑將膜附接到藥品包裝。藥品包裝(120)還包括密封膠帶(127)，其黏附地附接到孔(124)上的聚酰胺膜(126)上，以密閉地密封藥品包裝(120)，并防止在儲存過程中有細菌污染。密封帶(127)可在使用藥品盒之前不久被剝離。方便地，密封帶(127)的邊緣(128)從藥品包裝的邊緣延伸出，以這種方式，可以在使用前不久拉動延伸出的邊緣(128)而容易地剝離密封帶。密封帶(127)可以被標記，以指示應(yīng)當(dāng)在使用藥品包裝之前將它移除。

在密封帶被移除之后，存在如下的危險：在長時間不使用時(例如，在夜晚期間)，孔處的流體可能會完全變干并堵塞孔。為了防止流體完全變干，可以將該設(shè)備編程為以10、20或30分鐘的時間間隔持續(xù)地噴射單個液滴。該操作以新鮮的流體代替了快要完全變干的流體。由于每個液滴的尺寸小(約500pl)，因此在不使用12小時內(nèi)分配的累計體積為0.036、0.018或0.012μl(微升)。與存儲在藥品包裝中的總體積(約為1000μl(1ml))相比，這一體積可以忽略不計。

在一些實施例中，該設(shè)備的電子電路包括2位開關(guān)。第一個是“開”位置，其將該設(shè)備設(shè)置成在眼鏡被佩戴期間該設(shè)備正常工作，第二個是“休眠”位置，其將該設(shè)備設(shè)置成在不使用期間如上所述地噴射單液滴。

在一些實施例中，電路包括檢測眼鏡何時被佩戴的光學(xué)傳感器。該傳感器包括led和光敏傳感器。當(dāng)眼鏡被佩戴時，led照亮眼角的太陽穴區(qū)域。然后，光從太陽穴反射，并由光敏傳感器檢測到。當(dāng)傳感器檢測到反射光時，傳感器將向電路發(fā)送信號，以將設(shè)備切換到“開”，相反地，沒有反射則將向電路發(fā)信號，以切換到“休眠”模式。led和傳感器可以每10、20或30分鐘定期地進行這種反射測試。選擇長間隔以節(jié)省能量。優(yōu)選地，led和傳感器被配置成發(fā)出并且檢測不可見的紅外光。

現(xiàn)在參考圖5，可以看出，致動器(110)附接于眼鏡架(502)的眼鏡腿(501)。在一些實施例中，致動器(501)通過可移除的壓敏雙面膠帶附接，使得膠帶的一側(cè)附接到致動器，并且對側(cè)附接到眼鏡腿(501)?？梢允褂玫膸追N防水雙面膠帶包括但不限于3m410m、3m4910vhb或3m5952vhb的型號(美國明尼蘇達州3mmaplewood)。

圖5a示出完全插入致動器(110)中的藥品包裝(120)。藥品包裝(120)的尖端(127)首先到達眼鏡的鏡片(502)，并且當(dāng)藥品包裝被進一步插入時，尖端(127)沿箭頭(506)所示的方向側(cè)向彎曲，同時在鏡片(502)的表面上滑動。當(dāng)藥品包裝被完全插入到壓電致動器中時，藥品包裝的孔(124)朝向眼睛并且液滴(503)被投射到眼表上。插入藥品包裝，直到壓電致動器停止并且如圖6的橫截面細節(jié)圖所示地定位在聲腔上方為止。

圖6示出了在圖6a中圈住的區(qū)域的詳細視圖，顯示了通過壓電芯片(114)可操作地聯(lián)接的藥品包裝(120)。可以看出，聲室(123)被夾在壓電芯片(114)和印刷電路板(pcb)(601)的表面之間。彈簧構(gòu)件(111)提供約10牛頓的夾緊力(f)。聲室(123)包括圓柱形外殼(123a)和兩個表面，第一表面是對聲室的一個表面進行密封的平面(602)，第二表面是對聲室的對側(cè)進行密封的凹面(603)。圓頂形的構(gòu)件(604)附接于壓電芯片(114)。圓頂?shù)那蛐涡螤钛厝缡噶?f)所示的垂直于聲室(601)的表面的方向發(fā)送壓電芯片的位移。pcb(601)設(shè)置有定位銷(606)，該定位銷(606)具有球形端點，該球形端點被配置成與聲室的凹面接合，以通過限制藥品包裝的橫向運動來將藥品包裝鎖定就位。然而，定位銷(606)允許藥品包裝圍繞定位銷的軸線(605)旋轉(zhuǎn)移位。這種旋轉(zhuǎn)移位可用于如下文更詳細地說明的藥品包裝相對于眼睛的微調(diào)。

藥品包裝(120)沿箭頭(605)所示的方向插入致動器。藥品包裝在pcb(601)的表面上滑動，直到定位銷(606)卡入凹面(603)中為止。圓頂構(gòu)件(604)包括前緣(601)，其引導(dǎo)該包裝在壓電芯片(114)下滑動。

圖7示出了可操作地聯(lián)接到壓電致動器(110)的藥品包裝(120)。如參考圖6所描述的，藥品包裝可以圍繞定位銷的軸線(705)旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)位移可用于孔(114)相對于眼睛進行微調(diào)。藥品包裝的邊緣(701)可以如箭頭(702)所示地順時針地或逆時針地推動，隨后，包括分配孔(114)的藥品包裝(120)的尖端(121)將如由箭頭(703)所示地沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。致動器(110)還設(shè)置有瞬時開關(guān)(705)，其被配置成驅(qū)動壓電致動器分配一陣液滴。以這種方式，用戶可以檢查噴管是否被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整并且液滴是否將要到達眼睛，或者是否需要進一步的調(diào)整(702)。開關(guān)被配置成在約2秒內(nèi)分配約5000個液滴，產(chǎn)生可以被用戶檢測到或感測到的2μl的體積。

圖8示出了將致動器(120)附接到眼鏡的眼鏡腿(401)上的替代方法。在一些實施例中，致動器(120)包括兩個“u”形彈簧夾(801)，其夾住或卡扣在眼鏡腿(401)的邊緣周圍和上方。

圖9和圖9a示出了沿著箭頭a-a所示的方向穿過藥品包裝(120)的厚度的橫截面視圖。圖9示出了這樣的橫截面視圖：該橫截面視圖顯示了沿著藥品包裝(122)從藥品儲存器(122)延伸通過聲腔(123)并且到達孔(124)的流體通道(901)。通道(901)的在藥品儲存器(122)和聲腔(123)之間延伸的部分在圖9c中的標記為細節(jié)-b的放大細節(jié)視圖中顯示。參考圖9c可以看出，通道的在藥品儲存器(122)和聲腔(123)之間連接的部分具有限制部(901-n)。限制部(901-n)限制聲壓波從聲腔(123)傳播到儲存器(122)。這限制了聲壓在藥品儲存器中消散，并且到達孔(124)的壓力波令人滿意地更強。

在一些實施例中，通道(901)的橫截面積在0.25-1mm之間，而限制部分(901-n)的橫截面小約50-90％。限制部(901-n)的橫截面區(qū)域是聲波如箭頭符號r-r和c-c所示地傳播所通過的有效區(qū)域。橫截面形狀可以是但不限于是環(huán)形器形狀或矩形形狀。

通道(901)的端部用作到達藥品儲存器(122)的通氣口。通道(901-v)的端部從藥品儲存器延伸到標簽部分(903)。使用前，使標簽破裂，并使通道(901-v)的開口暴露于大氣。為了防止在使用期間藥品儲存器中積累真空，排氣是必要的。

在一些實施例中，藥品儲存器(122)的直徑在8mm至14mm之間，并且其體積在0.5ml至1.5ml的范圍內(nèi)。在一些實施例中，聲腔的直徑在5-8mm之間，并且其體積是30-100μl。

在聲腔(123)和孔(114)之間的通道(901)的長度由圖9中的字母l表示。在一些實施例中，工作頻率是通道(901)中的流體的固有頻率。固有頻率由以下公式?jīng)Q定：

c＝1500m/秒(含水組合物中的聲速)

l＝40mm(通道(901)的長度l)

i＝1,2,3，...,n

當(dāng)代入c、l并且i＝1時，可以發(fā)現(xiàn)通道(901)中的流體的固有頻率為19,500hz，因此電子電路的工作頻率也應(yīng)為19,500hz。液體分配(liquiddispense)的體積是由在壓電致動器以該頻率操作時的循環(huán)次數(shù)確定的。

在包括流體通道(901)、藥品儲存器(122)和聲腔(123)的圖9的橫截面視圖中顯示的所有內(nèi)部流體通路采用親水涂層處理的，這增加了產(chǎn)生通過藥品包裝(120)的所有內(nèi)部流體通路的強的毛細管力以及在聲腔中的強的流體-固體耦合的表面張力。特別有效的涂層是由美國新墨西哥州lotusleaf涂料公司制造的hydrophil^tm。

圖10示出電子電路的示意圖。電路被配置成產(chǎn)生電脈沖并將電脈沖發(fā)送到壓電芯片。電路的制造工藝結(jié)合了微電子封裝技術(shù)，這減小了電路的尺寸。電路(1000)包括半橋驅(qū)動器，其包括半橋驅(qū)動器芯片(1001)和兩個mosfet晶體管(1002)和(1003)。晶體管直接連接到電池電壓源(vp)。半橋驅(qū)動器接收方波信號(1004)，并且發(fā)送驅(qū)動一對晶體管依次“開”和“關(guān)”的切換信號。以這種方式，電池電源電壓(vp)和電流容量以提供強大的電脈沖的高頻率切換。電路還包括電感器(l)，其串聯(lián)連接到壓電芯片(c)，并且一起限定lc諧振電路。電感(l)和壓電芯片(c)的電容在工作頻率下諧振。在一些實施例中，工作頻率為19500hz，這是參考圖9描述的藥品包裝中的流體的諧振頻率。型號為pa3ce的壓電芯片(美國新澤西州牛頓的thorlabs公司)的電容為30nf，使用串聯(lián)lc電路的諧振頻率計算：

求解電感l(wèi)：

l＝2.22mh

與壓電芯片串聯(lián)連接的具有2.22mh值的電感器將導(dǎo)致電路諧振，結(jié)果電池的電壓電平通常將增加5、10、20倍。在本發(fā)明中，液滴的尺寸在500pl(微微升)的范圍內(nèi)。相比之下，淚腺的淚液流量約為1μl/分鐘，因此可以通過在約0.1秒的時間段內(nèi)以19500hz的頻率產(chǎn)生2000個脈沖來產(chǎn)生這一體積。

輸入信號(1004)可由微處理器或由信號發(fā)生器ic(集成電路)產(chǎn)生。在一個實施例中，將驅(qū)動器、晶體管和微處理器制造在單一集成電路上。優(yōu)選地，這種集成電路(ic)利用板上芯片(cob)封裝工藝直接附接并且封裝到印刷電路板(pcb)。在微電子領(lǐng)域，cob用于減小電路的尺寸。在本發(fā)明中，電路的輸入電壓優(yōu)選為低于5伏，更優(yōu)選為低于3伏，甚至更優(yōu)選為低于1.5伏。

由可充電電池(諸如，鋰聚合物)提供能量源。優(yōu)選地，電池被封裝為具有約0.5mm至2mm的厚度的平板。優(yōu)選地，電池的寬度和長度可承受地等于pcb的寬度和長度。電路還具有耦合到電池的電力接收線圈，并在接收到無線電力時對電池充電。在公布號為2014/0224267a1的美國專利公布中描述了無線充電系統(tǒng)，以其整體并且針對全部目的通過引用的方式并入本文。

可以通過根據(jù)每個des患者的淚液分泌不足而對設(shè)備進行編程，以實現(xiàn)對于每分鐘的液滴體積和分配頻率的調(diào)整。這種編程可以由專家完成；然而，在一些情況下，可能需要進一步調(diào)整，這取決于影響淚液蒸發(fā)速率的環(huán)境條件，諸如，環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)或通風(fēng)氣流。

在一些實施例中，電子電路具有與移動設(shè)備進行通信的遠程控制功能，該功能能夠通過在屏幕顯示器上的各種圖標方便地控制液滴分配功能。移動通信設(shè)備可以是配備有基于近場磁感應(yīng)(nfmi)方法或其他無線電通信方法(諸如，藍牙、wi-fi或zigbee)的近場通信(nfc)硬件和軟件的智能電話、某些個人計算機或平板電腦。

圖11示出了整體結(jié)合了壓電致動器的眼鏡的眼鏡腿。眼鏡腿(1101)包括提供了用于電池并且用于電子電路(1102)的外殼或殼體的袋狀物或凹口(1103)。該實施例消除了如前所述的通過粘附膜或夾子連接壓電致動器的需要。

以上討論的所公開的發(fā)明的應(yīng)用不限于所描述的實施例，而是可以包括任意數(shù)量的其他應(yīng)用和用途。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說明顯的、對于用于執(zhí)行本發(fā)明的上述所描述的方法和設(shè)備的修改、以及對于本發(fā)明的各方面的變型均意在處于本公開的范圍內(nèi)。此外，同樣預(yù)期到在各個示例之間的各方面的各種組合，并且其同樣被認為在本公開的范圍內(nèi)。