CN101909732B - 用于制备抗微生物制剂的超声处理腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有处理腔室的超声混合系统，在所述处理腔室内可以将抗微生物剂，尤其是疏水性抗微生物剂与一种或多种种制剂混合。具体地，所述处理腔室具有加长壳体，制剂和抗微生物剂通过所述壳体从第一入口和第二入口纵向地流至所述壳体的出口。加长超声波导组件在所述壳体内延伸，并且可在预定超声频率下运行以通过超声向在壳体内的制剂和抗微生物剂赋予能量。波导组件的加长超声振杆至少部分地置于入口与出口的中间，并且具有多个分离的搅动构件，所述搅动构件与位于入口与出口中间的振杆相接触并且从所述振杆横向向外延伸，并且彼此纵向间隔。构造并设置所述振杆和所述搅动构件用于搅动构件相对于振杆以预定频率动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂。

Description

用于制备抗微生物制剂的超声处理腔室
技术领域
本发明一般涉及用于超声混合抗微生物剂至各种制剂中的系统。更具体地，本发明公开了用于超声混合抗微生物剂(通常是疏水性抗微生物剂)至制剂中以制备抗微生物制剂的超声混合系统。
背景技术
防腐剂、杀虫剂、抗病毒剂、抗真菌剂、抗细菌剂、异生素、疏水性药物或药品、抗原生动物剂、抗微生物剂、抗生素和生物杀灭剂(本文通称为抗微生物剂)通常被加入至制剂中以提供抗微生物制剂用于在有生命的(例如，使用者的皮肤、毛发和身体)和无生命的表面(例如，工作台面、地板、玻璃)，以及在农业和工业应用中使用。虽然抗微生物剂是有用的，但是许多抗微生物剂是疏水的，而现有的混合方法存在许多问题，例如抗微生物剂在制剂中具有差的溶解度和分散度，这可能导致降低效率，并且可能浪费这些制剂制造商的时间、能量和金钱。
具体地，目前制剂以分批方法(通过冷混合或热混合的方法)来制备。冷混合的方法通常由将多种组分(包括抗微生物剂)或相加入至釜中，按顺序用通过刀片、叶片(baffle)或漩涡片施加的搅动组成。热混合方法与冷混合方法相类似，除了组分或相在混合之前通常被加热到腔室温以上，例如温度约40℃至约100℃，并且在组分和相已被混合之后接着冷却至腔室温。在两种方法中，抗微生物剂都是通过许多方法包括倾卸、倒、和/或筛中的一种来人工加入至其它组分中。
从历史上来看，这些常规分批方法没有非常有效地将疏水性抗微生物剂混合至含水的制剂中。就这点来说，疏水性抗微生物剂已被加入至乳液输送载体或油中。生成的乳液没有充分地混合至制剂中，阻碍了抗微生物剂的抗微生物活性。此外，所述抗微生物剂没有良好地分散于所述乳液和/或制剂中，因此形成较大颗粒尺寸的试剂，这还可能导致较小的抗微生物的抗微生物活性。
这些将抗微生物剂混合至制剂的常规方法存在一些问题。例如，如上所述，所有组分都是按顺序人工加入。在加入组分之前，各个组分需要被称量，这可能导致人为的误差。具体地，由于一次只能称量一种组分，错误地称量可能随着加入的量而发生。此外，通过人工加入组分，存在着组分从容器中溅溢或从一个容器不完全转移到另一个容器的风险。
利用常规方法将抗微生物剂混合至制剂的一个其它主要的问题在于，分批方法需要加热时间、混合时间以及完全手工的且留给个体配料员理解说明的额外时间。这些实践可能导致批-批之间和混合组分-混合组分之间的不一致。此外，这些方法需要数小时来完成，这可能变得非常昂贵。
基于上述，本领域中存在提供超声能量的混合系统以增强将抗微生物剂，尤其是疏水性抗微生物剂混合至制剂中的需要。此外，将有利的是，如果可以构建系统以加强超声的空化机理，从而增加将抗微生物剂有效地混合/分散于制剂之中和贯穿制剂混合/分散的可能性。
发明概述
一方面，用于将抗微生物剂混合至制剂中的超声混合系统通常包括处理腔室，所述处理腔室包括具有纵向相对端和内部空间的加长壳体。所述处理腔室的壳体通常在其纵向的至少一端处被封闭，并且具有至少第一入口，用于接收制剂进入所述壳体的内部空间；第二入口，用于接收至少一种抗微生物剂进入所述壳体的内部空间；以及至少一个出口，在所述制剂和抗微生物剂超声混合之后，使抗微生物制剂通过该出口从所述壳体内排出。所述出口与入口呈纵向设置，使得所述制剂(和微生物剂)在壳体的内部空间内从所述第一和第二入口纵向流至所述出口。在一个实施方案中，所述壳体包括两个分开的口，用于接收所述制剂的各个组分。至少一个加长的超声波导组件在所述壳体的内部空间内纵向延伸，并且可以预定的超声频率来运行以通过超声赋予能量并混合在所述壳体内流动的制剂和抗微生物剂。
波导组件包括加长的超声振杆，该超声振杆至少部分地位于所述壳体的入口与出口的中间，并且具有设置成用于与在壳体内从入口流至出口的制剂和抗微生物相接触的外表面。多个分离的搅动构件与位于入口和出口中间的振杆的外表面相接触并且从振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔。构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆的动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂。
这样，本发明涉及一种用于制备抗微生物制剂的超声混合系统。所述系统包括处理腔室，该处理腔室包括具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，和加长的超声波导组件，该超声波导组件在所述壳体的内部空间内纵向延伸，并且可以预定超声频率运行以通过超声赋予能量，并且混合在所述壳体内流动的制剂和抗微生物剂。所述壳体通常在其至少一个纵向端被封闭，并且具有第一入口，用于接收进入所述壳体内部空间的制剂；和第二入口，用于接收进入所述壳体内部空间的至少一种抗微生物剂；以及至少一个出口，在超声混合制剂和抗微生物剂之后，抗微生物制剂通过该出口从所述壳体排出。所述出口与第一和第二入口呈纵向设置，使得制剂在壳体的内部空间内从第一和第二入口纵向流至出口。
波导组件包括加长的超声振杆，该超声振杆至少部分地位于所述壳体的第一和第二入口与出口的中间，并且具有设置成用于与在壳体内从第一和第二入口流至出口的制剂和抗微生物相接触的外表面。此外，所述波导组件包括多个分离的搅动构件，该搅动构件与位于第一和第二入口与出口中间的振杆的外表面相接触，并且从振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔。构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆的动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂。
本发明还涉及一种用于制备抗微生物制剂的超声混合系统。所述系统包括用于混合抗微生物剂和制剂的处理腔室。所述处理腔室通常包括具有纵向相对端和内部空间的壳体，和加长的波导组件，该波导组件在壳体内部空间内纵向延伸并且可以预定超声频率来运行以通过超声赋予能量，并且混合在所述壳体内流动的制剂和抗微生物剂。所述壳体通常在其至少一个纵向端处被封闭，并且具有第一入口，用于接收进入壳体内部空间的制剂；和第二入口，用于接收进入壳体内部空间的抗微生物剂；以及至少一个出口，在超声混合制剂和抗微生物剂之后，抗微生物制剂通过该出口从壳体中排出。出口与第一和第二入口呈纵向设置，使得制剂在壳体的内部空间内从第一和第二入口纵向流至出口。
波导组件包括加长的超声振杆，该超声振杆至少部分地位于所述壳体的第一和第二入口与出口的中间，并且具有设置成用于与在壳体内从第一和第二入口流至出口的制剂和抗微生物剂相接触的外表面；此外，所述波导组件包括多个分离的搅动构件，该搅动构件与位于第一和第二入口与出口中间的振杆的外表面相接触，并且从振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔；和阻流组件，该阻流组件位于所述壳体的内部空间内，并且至少部分地从壳体横向向内延伸至所述振杆，以引导在所述壳体内纵向流动的制剂横向流动与搅动构件相接触。构造并设置搅动构件和振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆的动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂。
本发明还涉及利用上述超声混合系统制备抗微生物制剂的方法。所述方法包括通过第一入口输送制剂至所述壳体的内部空间；通过第二入口输送抗微生物剂至所述壳体的内部空间；以及通过以预定频率运行的加长超声波导组件超声混合所述抗微生物剂和制剂。
以下，将部分地显示和部分地指出本发明的其它特征。
附图简要说明
图1为根据本发明制备抗微生物制剂的第一实施方案的超声混合系统的示意图。
图2为根据本发明制备抗微生物制剂的第二实施方案的超声混合系统的示意图。
图3为根据本发明制备抗微生物制剂的第三实施方案的超声混合系统的示意图。
图4为根据本发明制备抗微生物制剂的第四实施方案的超声混合系统的示意图。
整个附图中，相应的参照标记表示相应的部件。
详述
现在具体参照图1，在一个实施方案中，用于制备抗微生物制剂的超声混合系统通常包括处理腔室，通常被标示为151，可运行该处理腔室以超声混合抗微生物剂和制剂，并且能够进一步形成空化模式，使得在腔室的壳体151内更好地混合。
通常相信的是，通过波导组件来产生超声能量，使得制剂发生增强的空化，并产生微泡。随着这些微泡随后崩裂，制剂内的压力强制增大，将抗微生物剂分散于制剂之中和贯穿制剂而分散。
可替换使用的术语“液体”和“制剂”是指单组分制剂，包含两种或更多组分的制剂，其中至少一种组分为液体，如液-液制剂、液-气制剂、夹带颗粒物质的液体乳液、或其它粘性流体。
图1中示意性示出了超声混合系统121，并且本文进一步描述了参照利用超声混合系统121中的处理腔室151来混合抗微生物剂和制剂以形成抗微生物制剂。与现有技术中已知的现有混合方法和步骤相比，抗微生物制剂可以接着提供具有改进的抗微生物效力、增强的溶解性、提高的生物利用率和抗微生物活性的制剂。具体地，所述抗微生物制剂可以增强抗微生物剂的活性，以控制微生物在含水和/或空气-含水系统中的生长。本文所使用的术语“抗微生物”或“抗微生物剂”是指本领域内已知的抗微生物剂，包括防腐剂、杀虫剂、抗病毒剂、抗真菌剂、抗细菌剂、异生素、疏水性药物或药品、抗原生动物剂、抗微生物剂、抗生素和生物杀灭剂，以及其它任何适合的能够控制微生物生长和/或杀灭微生物的试剂。例如，在一个实施方案中，抗微生物制剂可以是皮肤清洁制剂。但是，本领域技术人员应当理解的是，尽管本文描述的是皮肤清洁制剂，超声混合系统可以用于将抗微生物剂混合至各种其它制剂，以形成许多抗微生物制剂。例如，可以使用本发明的超声混合系统形成的其它合适的抗微生物制剂可以包括手部消毒剂、活性或惰性的表面抗微生物清洁剂、湿揩巾溶液、涂料、用于工业和消费者产品的抛光剂。
如以上所述，抗微生物剂可以是任何在接触时可以控制微生物生长和/或杀灭微生物的试剂。一般地，抗微生物剂为固体颗粒，但是应当理解的是，抗微生物剂可能是颗粒粉末、液体分散剂、胶囊化液体等。示例性抗微生物剂可以包括但不限于，抗细菌剂、抗真菌剂、抗病毒剂、抗原生动物剂、抗寄生虫剂、异生素、疏水性药物和/或药品、杀虫剂、除草剂、杀昆虫剂、杀软体动物剂(moluscsides)和灭鼠剂。更具体地，使用本发明的超声混合系统与制剂混合的合适的抗微生物剂实例可以包括水不溶性抗微生物剂(例如，异噻唑啉酮(凯松)、异噻唑啉、三氮唑、邻苯二甲酰亚胺、苯并咪唑氨基甲酸酯四氯间苯二甲腈、碘炔丙基丁基氨基甲酸酯(IPBC)、苯并异噻唑(BIT)、丙环唑、N(三氯甲硫基)酞酰亚胺、甲基苯并咪唑-2-基氨基甲酸酯，四氯间苯二甲腈、二硫氰酸甲酯、聚苯乙烯乙内酰脲、聚[3-氯-2，2，5，5-四甲基-1-(4′-乙酰基苯甲基)-咪唑啉-4酮](聚-p-VBD-Cl)、聚[丙烯腈-共-(1，3-二氯-5-甲基-5-(4′-乙酰基苯甲基)巴比妥酸)](聚-AN-Barb-Cl)、1-溴-3-乙氧基羰基氧-1，2-二碘-1-丙烯(BECDIP)、4-氯苯基-3-碘炔丙基甲缩醛(CPIP)、氨己嘧啶、环唑醇、丙环唑、戊唑醇、2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑TCMTB、聚甲醛、对羟基苯甲酸酯、苯酚、对氯间二甲苯酚、甲苯酚(来沙尔)、卤化(氯化、溴化)苯酚、六氯酚、三氯生、三氯碳酰苯胺、三氯苯酚、三溴苯酚、五氯苯酚、二溴(dibromol)、砜、水杨酸、过氧化苯甲酰、吡啶硫酮锌、氨己嘧啶、苯甲酸、氯二甲酚、氯己定、脱氢乙酸、山梨酸、碘丙炔正丁胺甲酸酯、5-溴-硝基-1，3二氧杂环己烷、邻苯基苯酚、二硫化硒、吡罗克酮乙醇胺(piroctoneolamine)等}；水不溶性复合物(例如，壳聚糖、银蛋白复合物(silver proteincomplexes)、碘化银、氧化锌等)；水不溶性油(例如，精油如欧洲云杉精油、印度苦楝树精油、没药精油、柏木精油和茶树精油等)；水不溶性抗生素(例如，N-硫醇β-内酰胺丙烯酸酯、多烯类抗生素如两性霉素和制霉菌素、红霉素、萘啶酸、氯霉素、吡啶霉素、易毁霉素、灰藤黄菌素A和B、松萝酸、硫链丝菌素、苷元、蒽环霉素、烟曲霉素、大环内酯类阿奇霉素、喹诺酮类、氨苯砜、尼日利亚菌素、多米菌素A、阿扎霉素、多潘立酮、吡啶斯的明、阿仑膦酸钠、双氢麦角胺、拉贝洛尔、更昔洛韦、喷昔洛韦、阿昔洛韦、利托那韦、帕咪磷酸、阿仑膦酸钠等)；灭鼠剂(例如，香豆素型灭鼠剂如鼠得克)；杀虫剂(例如，拟除虫菊酯如氯氰菊酯和d-苯醚菊酯、百菌清、抑菌灵、吡虫啉等)；以及它们的组合。一种特别优选的抗微生物剂为三氯生。本文所使用的“水不溶性”是指基本上是疏水性的试剂，即，溶解在100毫升水中的试剂小于5克。更合适地，水不溶性试剂，即溶解在100毫升水中的试剂小于2克。
在一些实施方案中，抗微生物剂可以被涂覆或被包囊。涂层可以是疏水性的或亲水性的，这取决于各个的抗微生物剂和要与抗微生物剂混合的制剂。被包囊的涂层的实例包括基于纤维素的聚合材料(例如，乙基纤维素)，基于碳水化合物的材料(例如，阳离子淀粉和糖)、聚乙醇酸、聚乳酸和基于乳酸的脂肪族聚酯，以及由它们衍生的材料(例如，糊精和环糊精)以及其它与人类组织相容的材料。
被包囊的涂层的厚度可以根据抗微生物剂的组成而变化，并且通常被制造以使得被包囊的抗微生物剂通过被包囊材料薄层来覆盖，所述层可以是单层或较厚的层压层，或者可以是复合层。被包囊涂层应当足够厚，以防止在处理或运输产品(即终产品制剂)时涂层断裂或破坏。应当构造被包囊涂层，使得贮存、运输或使用期间在大气条件下的湿度不会引起被包囊的涂层的破裂，从而导致抗微生物剂的释放。
被包囊的抗微生物剂应当尺寸相同，使得使用者在皮肤上使用时不会感到制剂中被包囊的抗微生物剂。一般地，被包囊的抗微生物剂具有小于约25微米的直径，并且期望小于约10微米。在这些尺寸下，抗微生物制剂接触皮肤时没有“砂质”或“刮擦”感。
在一个特别优选的实施方案中，如图1中所示，处理腔室151通常是加长的，并且具有一般的入口端125(在所示实施方案的方向上的低端)和一般的出口端127(在所示实施方案方向上的高端)。构造处理腔室151使得液体(例如，制剂)通常在其入口端125处进入处理腔室，通常在腔室内纵向流动(例如，沿所示实施方案的方向向上)，并且通常在腔室151的出口端127处离开腔室。
本文所使用的术语“高”和“低”是根据各图所示的处理腔室151的垂直方向，并且不意在描述腔室在使用中的必要方向。也就是说，尽管腔室151最适合垂直的方向，即如图所示，腔室的出口端127在入口端125的下方，但是应当理解的是，在本发明的范围内，腔室可以以入口端在出口端的下方来设置(见图2)，或者腔室可以不仅仅以垂直方向来设置。
术语“轴向”和“纵向”在本文直接是指腔室151的垂直方向(例如，端-端如图1所示的实施方案的垂直方向)。术语“横向”、“侧面”和“径向”在本文是指垂直于轴向(例如，纵向)的方向。术语“内部”和“外部”也被用来指示横向于处理腔室151的轴向的方向，术语“内部”是指朝向腔室内部的方向，而术语“外部”是指朝向腔室外部的方向。
处理腔室151的入口端125通常与至少一种合适的输送系统流体(通常指示为129)连通，可运行所述输送系统，以将一种或多种制剂引导至(且更适合的是通过)腔室151内。一般地，输送系统129可以包括一个或多个泵130，可运行所述泵以从其相应的源中泵出各自的制剂并通过合适的导管132输送至腔室151的入口端125。
应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以构造输送系统129，以输送多于一种的制剂，或单一制剂多于一种的组分，例如混合组分形成的制剂至处理腔室151。还可预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用不仅仅是图1所示和本文所描述的输送系统来将一种或多种制剂输送至处理腔室151的入口端125。应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，多于一种制剂可以是指被输送至处理腔室的入口端的相同制剂或不同制剂的两股流。
一般地，可运行输送系统129以约0.1升每分钟至约100升每分钟的速率将制剂输送至处理腔室的内部空间。更合适地，制剂以约1升每分钟至约10升每分钟的速率输送至处理腔室。
在图1所示出的实施方案中，示出了第二输送系统，通常指示为141。可运行所述第二输送系统，以将一种或多种抗微生物剂引导至(且更适合的是通过)腔室151内。在一个实施方案中，如图1所示，输送系统141可以包括一个或多个泵143，可运行所述泵，以从其相应的源中泵出各自的抗微生物剂并通过合适的导管145输送至腔室151的入口端125。
与输送系统129输送制剂至处理腔室151相似，应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以构造输送系统141，以将多于一种的抗微生物剂输送至处理腔室151。例如，在可选择的实施方案中，当抗微生物剂为固体和/或颗粒形式时，图3中示意性示出的超声混合系统321显示包括颗粒分散系统(在图3中通常标示为300)。颗粒分散系统可以是任何本领域内已知的合适的分散系统。一般地，颗粒分散系统300输送颗粒(未示出)至处理腔室321的入口端325，入口356的上游。通过这种构造，颗粒(即抗微生物剂)将向下下降，并且开始与在吸入区的制剂相混合，所述制剂由于本文更全面描述的漩涡作用而进入吸入区。抗微生物剂与制剂之间的进一步混合将围绕波导组件403的振杆307的外表面313进行。在一个具体的优选实施方案中，颗粒分散系统可以包括琼脂，以控制速率分散抗微生物剂；合适地，速率是精确地基于重量计的。
一般地，抗微生物剂至处理腔室的流动速率为约1克每分钟至约1,000克每分钟。更合适地，抗微生物剂以约5克每分钟至约500克每分钟的速率被输送至处理腔室。
利用本发明的超声混合系统与制剂混合的抗微生物剂的量一般根据制剂的种类、抗微生物剂的种类和期望的要生产的最终产品而定。在一个实例中，制剂为具有加入的三氯生的化妆品制剂。在这样的实施方案中，一般将约0.3％(按制剂重量计)至约0.6％(按制剂重量计)的三氯生加入至制剂。应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，抗微生物剂的量可以小于0.3％(按制剂重量计)或大于0.6％(按制剂重量计)。
还可预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用不仅仅是图1和3所示出和本文所描述的输送系统来将一种或多种抗微生物剂输送至处理腔室151的入口端125。应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，多于一种的抗微生物剂可以是指被输送至处理腔室的入口端的相同微生物剂或不同微生物剂的两股流。
处理腔室151包括壳体，该壳体限定了腔室151的内部空间153，通过该内部空间被输送至腔室151的制剂和抗微生物剂从腔室的入口端125流向其出口端127。腔室的壳体151适当地包括加长的管155，该管通常至少部分地限定了腔室151的侧壁157。管155可以具有在其中所形成的一个或多个入口(在图1中两个入口通常被标示为156和158)，要在腔室151内混合的一种或多种制剂和一种或多种抗微生物剂通过所述入口被输送至腔室的内部空间153。一般地，两个入口平行、彼此间隔设置。图1中示出的两个入口设置在处理腔室的入口端，应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，用于输送制剂和/或抗微生物剂的入口可以设置在沿着处理腔室壳体的其它地方。例如，如图2所示，用于输送制剂(未示出)的第一入口256设置于处理腔室251的入口端225，而用于输送抗微生物剂(未示出)的第二入口258纵向地设置于入口端225和出口端227的中间。尽管如本文所述，用于输送抗微生物剂的第二入口纵向地设置于入口端225和出口端227的中间，应当认识到，在不脱离本发明范围的情况下，用于输送制剂(未示出)的第一入口可以纵向地设置于入口端225和出口端227的中间，并且用于输送抗微生物剂的第二入口设置于入口端225。当一种或多种抗微生物剂或者制剂的个别组分是反应性的，因此在期望的时间以前，应当避免试剂和/或组分之间的接触时，这些后述的构造是期望的。
此外，本领域技术人员应当理解的是，壳体的入口端可以包括多于两个口，多于三个口，甚至是四个入口或更多。例如，虽然未示出，但是壳体可以包括三个入口，其中第一入口和第二入口合当地平行、彼此间隔设置，而第三入口位于自第一和第二入口相对的壳体侧壁。
如图1所示，壳体151可以包括闭合件163，该闭合件163与侧壁157的纵向相对端连接并基本上将其封闭，并且在其中具有至少一个出口127，以通常限定处理腔室的出口端。腔室151的侧壁157(例如，由加长管限定的)具有与波导组件203(如下所述)在一起的内表面167，并且闭合件163限定了腔室151的内部空间153。如图2所示，当超声混合系统221倒置时，壳体251包括闭合件263，该闭合件263与侧壁157的纵向相对端连接并基本上将其封闭，并且在其中具有至少第一入口256和第二口258，以通常限定处理腔室的入口端225。
在图1所示的实施方案中，管155通常是圆柱形的，使得腔室侧壁157的横截面通常是环形的。然而，可预期的是，在本发明的范围内，腔室侧壁157的横截面可以不仅仅是环形的，如是多边形或其它合适的形状。所示腔室151的腔室侧壁157适合用透明的材料来构造，但是理解的是，可以使用任何合适的材料，只要材料与在腔室内混合的制剂和抗微生物剂、腔室运行时的压力以及腔室内的其它环境条件(如，温度)是相容的。
波导组件，通常被标示为203，在腔室151的内部空间153内至少部分地纵向延伸，以使在腔室151的内部空间153流动的制剂(和它的任何组分)和抗微生物剂通过超声来赋予能量。具体地，所示实施方案的波导组件203从腔室151的低端或入口端125纵向向上延伸进所述腔室的内部空间153内直至设置于出口(例如，示为160的出口)中间的波导组件的终端113。虽然在图1中示为纵向延伸至腔室151的内部空间153，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，波导组件可以倒置(参见图2)，并且从腔室251的高端或出口端227纵向向下延伸至其中的内部空间253内直至设置于入口(例如，示为256，258的入口)中间的波导组件的终端213。此外，在不脱离本发明范围的情况下，波导组件可以从腔室的壳体侧壁侧面延伸水平贯穿通过其中的内部空间。一般地，如本文以下将描述的，直接或间接地将波导组件203、403安装至腔室壳体151、251。
还是参见图1，波导组件203适当地包括加长的振杆组件，通常被标示为133，所述振杆组件全部设置于壳体151的内部空间153内，并且位于入口156、158与出口160的中间，以完全浸没于腔室151内要被混合的制剂和抗微生物剂中，并且更适合地，在所示的实施方案中，所述组件与腔室的侧壁157同轴排列。振杆组件133具有外表面107，该外表面107与侧壁157的内表面167一起限定了在腔室151的内部空间153内的流动路径，制剂(及其组分)和抗微生物剂沿着所述路径流过腔室内的振杆(该部分流动路径在本文广泛是指超声处理区)。振杆组件133具有限定了振杆组件终端的高端(并因此为波导组件的终端113)和纵向相对的低端111。虽然未示出，但是特别优选的是，波导组件203还包括变幅杆，所述变幅杆与振杆组件133的低端111同轴排列，并且在其高端处与振杆组件133的低端111相连接。然而，可理解的是，在本发明的范围内，波导组件203可以仅包括振杆组件133。还可预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以将变幅杆全部设置于腔室壳体151的外部，并且将振杆组件133安装于腔室壳体151上。
波导组件203，且更具体地为变幅杆，被适当地安装于腔室壳体151上，例如，通过安装构件(未示出)安装在限定了腔室侧壁157的管155的低端，所述安装构件构造用于从处理腔室壳体将波导组件(该波导组件在运行期间超声振动)振动分离。也就是说，安装构件阻止了将波导组件203纵向和横向的机械振动转移至腔室壳体151，同时维持了波导组件(且更具体地为振杆组件133)在腔室壳体的内部空间153内的期望的横向位置，并且允许振杆组件在腔室壳体内的纵向和横向位移。安装构件还至少部分地(例如，沿着变幅杆和振杆组件的低端)封闭了腔室151的入口端125。在第6,676,003号美国专利中说明并描述了适合的安装构件的构型的实例，在此将其在与本文相一致的程度上全部引入本文作为参考。
在一个特别适合的实施方案中，安装构件为单片结构。甚至更适合地，所述安装构件可以与变幅杆(并且更广泛地与波导组件203)形成一体。然而，可理解的是，在本发明的范围内，安装构件可以与波导组件203分开构造。还可理解的是，安装构件的一个或多个部件可以被分开构造并且适当地连接或另外组装在一起。
在一个适合的实施方案中，安装构件还被构造成通常是刚性的(例如，抵抗荷载下的静态位移)，以使得将波导组件203以适当地排列保持在腔室151的内部空间153内。例如，在一个实施方案中，刚性的安装构件可以由非弹性材料来构造，更适合的是金属，并且甚至更适合的是与构造变幅杆(且更广泛地是波导组件203)的金属相同的金属。然而，术语“刚性的”不意在表示安装构件不具有相应于波导组件203的超声振动的动态挠曲和/或弯曲的能力。在其它实施方案中，刚性安装构件可以由弹性材料来构造，所述弹性材料足以抵抗荷载下的动态位移，但除此之外具有相应于波导组件203的超声振动的动态挠曲和/或弯曲能力。
包括至少激励器(未示出)和能量发生器(未示出)的适合的超声驱动系统131被设置在腔室151的外部，并且与变幅杆(未示出)(且更广泛地为波导组件203)运行连接，以赋予波导组件超声机械振动的能量。合适的超声驱动系统131的实例包括购自Dukane Ultrasonic of St.Charles，Illinois的Model20A3000系统，和购自Herrmann Ultrasonics of Schaumberg，Illinois的Model2000CS系统。
在一个实施方案中，驱动系统131能够以约15kHz至约100kHz的频率来运行波导组件203，更适合的以约15kHz至约60kHz的频率来运行波导组件203，并且甚至更适合的以约20kHz至约40kHz的频率来运行波导组件203。这样的超声驱动系统131为本领域技术人员所熟知，且不需要在本文中进一步描述。
然而未说明，在一些实施方案中，处理腔室可以包括多于一个的具有至少两个振杆组件的波导组件，所述振杆组件用于超声处理并混合制剂和抗微生物剂。如以上所述，处理腔室包括壳体，该壳体限定了腔室的内部空间，制剂和抗微生物剂通过所述内部空间从入口端输送。壳体包括加长的管，所述管至少部分地限定了腔室的侧壁。正如包括如上所述的仅一个波导组件的实施方案，管可以具有在其中形成的两个或更多个入口，在腔室内要混合的制剂和抗微生物剂通过所述入口输送至其内部空间，并且抗微生物制剂通过至少一个出口离开腔室。
在这样的实施方案中，两个或更多个波导组件至少部分地在腔室的内部空间内纵向延伸，以通过超声来赋予能量并混合流过腔室内部空间的制剂和抗微生物剂。各个波导组件分别包括加长的振杆组件，各个振杆组件全部设置于壳体的内部空间内，并位于入口与出口的中间，以完全浸没于腔室内要被混合的制剂和抗微生物剂中。各个振杆组件可以如本文更详细地描述来独立地构造(包括，振杆、以及多个搅动构件和阻流组件)。
再次参照图1，振杆组件133包括加长的、通常为圆柱形振杆105，该振杆具有外表面107，以及两个或更多个(即，多个)与振杆连接且至少部分地从振杆105的外表面107横向伸出的彼此纵向间隔的搅动构件137。振杆105的适当尺寸为具有相当于振杆的共振波长的约1/2的长度(此外，一般以1/2波长来表示)。在一个具体的实施方案中，适当地构造振杆105在前述的超声频率范围内共振，并且最适当的是20kHz。例如，可以适当地以钛合金(例如，Ti6Al4V)来构造振杆105，并且限定其尺寸以在20kHz下产生共振。1/2波长的振杆105在这样的频率下运行，因此具有约4英寸至约6英寸的长度(相当于1/2波长)，更适合地为约4.5英寸至约5.5英寸，甚至更适合地为约5.0英寸至约5.5英寸，并且最适合地为约5.25英寸(133.4mm)。然而，可理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，处理腔室151可以包括振杆105的尺寸为具有任何1/2波长的增量。
在一个实施方案中(未示出)，搅动构件137包括一系列五个垫圈形状的环，所述环在振杆的周围连续延伸，彼此纵向间隔，并且横向地从振杆的外表面向外延伸。在这种方式中，各个搅动构件相对于振杆的振动位移在振杆周围是相对一致的。然而，可理解的是，不需要每个搅动构件都在振杆的周围连续。例如，搅动构件可以被辐条、叶片、翅片或从振杆的外表面横向向外延伸的其它分离结构构件来代替。例如，如图1所示，五个搅动构件中的一个为T字形701的形式。具体地，T字形搅动构件701围绕着波节区域。已发现，T字形构件产生强大的径向(例如，水平的)声波，其进一步增大的如本文更详细描述的空化效应。
以尺寸举例来说，图1所示的实施方案的振杆构件133具有大约5.25英寸(133.4mm)的长度，环137中的一个适合邻近振杆105的终端113(且因此为波导组件203)设置，并且更适合地，自振杆105的终端以约0.063英寸(1.6mm)纵向间隔。在其它实施方案中，在本发明的范围内，最上面的环可以设置于振杆的终端。环137各个为约0.125英寸(3.2mm)的厚度，并且以约0.875英寸(22.2mm)的距离(在环的相对表面之间)彼此纵向间隔。
理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，搅动构件137的数量(例如，在所示实施方案中的环)可以小于或大于五个。还可理解的是，在搅动构件137之间的纵向间隔可以不仅如图1所示和如上所述(例如，更近或间隔更远)。此外，尽管图1所示的环137彼此纵向等距间隔，但是可选择预期的是，在本发明的范围内，在多于两个搅动构件存在的情况下，在纵向连续的搅动构件之间的间隔不需要是一致的。
特别地，当振杆组件133振动时，搅动构件137的位置至少部分地为搅动构件预期的振动位移的函数。例如，在图1所示的实施方案中，振杆组件133具有通常位于振杆105的纵向中心的波节区域(即，在第三个环处)。如本文所使用的并且如图1更具体所示，振杆105的“波节区域”是指振杆构件的纵向区域或部分，沿该区域或部分在振杆的超声振动期间发生很小(或没有)纵向位移，而振杆的横向(例如，在所示实施方案中的径向)位移通常被最大化。振杆组件133的横向位移适当地包括振杆的横向扩展，但还可以包括振杆的横向位移(例如，弯曲)。
在图1所示的实施方案中，1/2波长的振杆105的构造使得波节区域特别由存在的波节平面来限定(即，横向于振杆构件的平面，在此处不发生纵向位移而横向位移通常最大)。有时该平面还指“波节平面”。因此，设置于纵向远离振杆105的波节区域的搅动构件137(例如，在所示实施方案中，环)将主要经历纵向位移，而在纵向上更接近波节区域的搅动构件，相对于纵向末梢的搅动构件来说，将经历横向位移的量增大和纵向位移的量减小。
理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以构造振杆105使得波节区域不仅位于振杆构件的纵向中心。还可理解的是，一个或多个搅动构件137可以纵向地位于振杆上，当振杆105超声振动时，使其经历相对于振杆的纵向位移和横向位移。
仍然参照图1，充分地构造搅动构件137(例如，在材料和/或尺寸如厚度和横向长度上，所述横向长度为搅动构件从振杆105的外表面107横向向外延伸的距离)，以有助于动态运动，并且特别是搅动构件相应于振杆的超声振动的动态挠曲/弯曲。在一个特别适当的实施方案中，波导组件203在处理腔室中以给定的超声频率来运行(或者在本文是指波导组件的预定频率)，并且在腔室151内要处理特定的液体，适当地构造并设置搅动构件137和振杆105，以在本文是指以预定频率的超声空化模式运行搅动构件。
如本文所使用的，搅动构件的超声空化模式是指搅动构件的振动位移足以导致以预定超声频率制备的制剂的空化(即，在液体中的形成、生长、和气泡的爆破)。例如，在腔室内流动的制剂(和抗微生物剂)包括水相液体制剂，并且要运行的波导组件203的超声频率(即，预定频率)为约20kHz的情况下，适当地构造一个或多个搅动构件137，以提供至少1.75mils(即，0.00175英寸或0.044mm)的振动位移来建立搅动构件的空化模式。
理解的是，可以构造不同的波导组件203(例如，材料、尺寸等)，以实现与要混合的特定制剂和/或抗微生物剂相关的期望的空化模式。例如，随着要与抗微生物剂混合的制剂的粘度的变化，搅动构件的空化模式可能需要改变。
在特别合适的实施方案中，搅动构件的空化模式相当于搅动构件的共振模式，借此搅动构件的振动位移相对于振杆的位移而放大。然而，可理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，空化可以发生在搅动构件不在其共振模式运行的情况下，或者甚至发生在大于振杆位移的振动位移的情况下。
在一个适合的实施方案中，至少一个、且更适合的全部搅动构件的横向长度对搅动构件的厚度的比率为约2∶1至约6∶1。作为另一个实例，各个环从振杆105的外表面107横向向外延伸约0.5英寸(12.7mm)的长度，且各个环的厚度为约0.125英寸(3.2mm)，使得各个环横向长度对厚度的比率为约4∶1。然而，可理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，搅动构件的厚度和/或横向长度可以不仅是如上所述的环的厚度和/或横向长度。而且，尽管各个搅动构件137(环)可以适当地具有相同的横向长度和厚度，可理解的是，搅动构件可以具有不同的厚度和/或横向长度。
在以上所述实施方案中，搅动构件的横向长度还至少部分地限定流动路径的尺寸(以及至少部分的方向)，在腔室的内部空间中制剂和抗微生物剂或其它可流动组分沿所述路径流过振杆。例如，振杆具有约0.875英寸(22.2mm)的半径，并且如上所述，各个环的横向长度为约0.5英寸(12.7mm)。壳体侧壁的内表面半径为约1.75英寸(44.5mm)，使得在各个环与壳体侧壁的内表面之间的横向间隔为约0.375英寸(9.5mm)。可预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，振杆外表面107与腔室侧壁157的内表面167与之间的间隔，和/或搅动构件137与腔室侧壁157的内表面167之间的间隔，可以大于或小于以上所述。
一般而言，振杆105可以用具有合适的声学和力学性质的金属来制造。用于制造振杆105的合适的金属的实例包括但不限于，铝、蒙乃尔合金、钛、不锈钢和一些合金钢。还可预期的是，可以使用另一种金属(如举几种，银、铂、金、钯、二氧化铅和铜)来涂覆全部或部分的振杆105。在一个特别合适的实施方案中，用与振杆105相同的材料来制造搅动构件137，并且所述搅动构件可与振杆适合地形成一体。在其它实施方案中，振杆137中的一个或多个可以替代地与振杆105分开形成或连接到振杆上。
虽然图1中所示的搅动构件137(例如，环)相对平，即横截面基本为矩形，但是应理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，环可以具有不仅仅是矩形的横截面。使用的术语“横截面”在这种情况下是指相对于振杆外表面107的沿横向方向上(即，在所示实施方案中径向的)的横截面。此外，在图1中所示的最前两个和最后两个搅动构件137(例如，环)，仅被构造成具有横向的部件，可预期的是，搅动构件中的一个或多个可以具有至少一个纵向(例如，轴向)部件，以在波导组件203的超声振动期间，利用振杆的横向振动位移(例如，在图1中所示的第三个搅动构件处)。
如图1中所示最佳的，振杆105的终端113适当地自在图1中出口端127处纵向设置，以限定本文所指的返混区，在腔室壳体151的内部空间153内的制剂和抗微生物剂在该返混区内发生振杆105下游的进一步混合。在处理腔室151用于将两种或更多种组分(如抗微生物剂和制剂)混合在一起时，所述返混区特别有用，借以便于使抗微生物制剂在离开腔室壳体151之前通过在返混区的返混作用而进一步混合。然而应理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，振杆105的终端可以比图1中示出的更接近出口端127，并且可以基本上邻近出口160，以便通常省略缓冲区。
此外，阻流组件，通常被标示为245，位于腔室壳体151的内部空间153内，并且特别通常地横向邻近侧壁157的内表面167，并且通常与振杆105具有横向相对的关系。在一个合适的实施方案中，阻流组件245包括一个或多个邻近壳体侧壁157的内表面167设置的阻流构件247，并且至少部分地从侧壁的内表面167横向向内延伸至振杆105。更适合地，一个或多个阻流构件247从壳体侧壁内表面167横向向内延伸至与从振杆105的外表面107向外延伸的搅动构件137纵向错开的位置。本文所使用的术语“纵向错开”意思是与振杆105的纵向轴平行绘制的纵向线，既穿过搅动构件137又穿过阻流构件247。作为一个实例，在所示的实施方案中，阻流组件245包括四个，通常是与五个搅动构件237纵向错开的环形的阻流构件247(即，围绕振杆105连续延伸)。
作为一个更具体的实例，在图1中所示的四个环形阻流构件247具有与在之前的尺寸实例中的搅动构件137相同的厚度(即，0.125英寸(3.2mm))，并且彼此间纵向间隔(例如，在连续的阻流构件的相对面之间)设置，等于环与环之间的纵向间隔(即，0.875英寸(22.2mm))。各个环形的阻流构件247具有约0.5英寸(12.7mm)的横向长度(例如，壳体侧壁157的内表面167向内)，使得阻流构件的最内边缘越过搅动构件137(例如，环)的最外边缘来向内延伸。然而，可理解的是，在本发明的范围内，阻流构件247不需要越过振杆105的搅动构件137的最外层横向向内延伸。
将理解的是，阻流构件247如此延伸至在腔室151的内部空间153内流过振杆105(例如，在超声处理区内)的制剂和抗微生物剂的流动路径中。这样，阻流构件247阻止了制剂和抗微生物剂沿腔室侧壁157的内表面167流过振杆105，并且更适合地，阻流构件有利于制剂和抗微生物剂横向向内流至振杆，以流过振杆的搅动构件，从而有助于制剂和抗微生物剂的超声能量(即，搅动)来开始混合制剂和抗微生物剂以形成抗微生物制剂。
在一个实施方案中，为了防止气泡沿侧壁157的内表面167和横穿各个阻流构件247下侧的淤塞或以其它方式产生气泡，例如，作为搅动制剂的结果，可以在各个阻流构件(未示出)的外边缘形成一系列的槽口(宽广的开口)，以有助于在阻流构件的外表面与腔室侧壁的内表面之间的气体(例如，气泡)的流动。例如，在一个特别优选的实施方案中，四个这样的槽口彼此以等距的关系在各个阻流构件的外边缘形成。可理解的是，在本发明的范围内，开口可以在阻流构件中形成，而不仅仅是在围绕壳体的阻流构件的外边缘处形成。还可理解的是，这些槽口的数目可以大于或小于四个，如以上所述，并且甚至可以被完全忽略。
还可预期的是，阻流构件247不需要是环形的或以其它方式连续围绕振杆105。例如，阻流构件247可以不连续地围绕振杆105来延伸，如以辐条、杆、段或其它从邻近壳体侧壁157的内表面167横向向内延伸的分离结构形成的形式。术语“连续的”是指连续围绕振杆延伸的阻流构件247，不包括彼此以端-端邻接的关系设置的两个或多个弓形段的阻流构件，即，只要在这样的段之间没有明显的缺口形成。合适的阻流构件的构造在第11/530,311号美国系列申请中(于2006年9月8日提交)公开，在此将其以与本文相一致的程度引入本文作为参考。
而且，尽管图1中所示的各个阻流构件247通常是平的，例如，通常具有薄的矩形横截面，但是可预期的是，各个阻流构件中的一个或多个通常不仅仅是平的，或横截面是矩形的，以进一步有助于气泡沿着腔室151的内部空间153流动。所使用的术语“横截面”在这种情况下是指沿一个横向的方向(例如，在实施方案中所示的径向，相对于振杆的外表面107)的横截面。
在一个实施方案中，超声混合系统还可以包括位于处理腔室151出口端127的过滤器组件。当开始被加至制剂时，许多抗微生物剂(特别是疏水性抗微生物剂)可能彼此吸引并且可以团聚成大球。这样，在制剂被输送至包装装置用于消费者使用之前，过滤器组件可以滤除抗微生物制剂内形成的抗微生物剂的大球，如以下更全面的描述。具体地，构造过滤器组件来滤除尺寸大于约0.2微米的抗微生物剂。
在一个特别优选的实施方案中，过滤器组件覆盖了出口的内表面。过滤器组件包括具有约0.5微米至约20微米的孔尺寸的过滤器。更适合地，过滤器组件包括具有约1微米至约5微米孔尺寸的过滤器，甚至更优适合地，约2微米。用于过滤器组件的过滤器的孔的数目和尺寸将通常取决于要在处理腔室中混合的抗微生物剂和制剂(和它的组分)。
在根据本发明的一个实施方案运行的超声混合系统中，所述系统(更具体地，处理腔室)是用于将抗微生物剂混合/分散至一种或多种制剂中。具体地，通过管道输送制剂(例如，通过以上描述的泵)至在处理腔室壳体内形成的一个或多个入口端。制剂可以是本领域已知的任何一种合适的制剂。例如，合适的制剂可以包括亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性(siliphilic)制剂，以及它们的组合。具体的要在本发明的超声混合系统内混合的合适的制剂的实例可以包括水分散剂、微乳液、粗乳液和纳米乳液，包括水包油乳液、油包水乳液、水包油包水乳液、油包水包油乳液、硅氧烷包水型乳液、硅氧烷包乙二醇乳液、高内相乳液、水凝胶等。高内相乳液是本领域内所熟知的，并且一般涉及具有约70％(按乳液总重量计)至约80％(按乳液总重量计)的油相的乳液。此外，本领域技术人员已知，“水凝胶”一般是指用流变改性剂和/或增稠剂增稠以形成凝胶的亲水基质。例如，水凝胶可以用由水组成的基质形成，该基质用已被碱中和的卡波姆增稠。
通常，制剂一般以约0.1升每分钟至约100升每分钟被输送至处理腔室壳体。更合适地，输送至处理腔室壳体的制剂的量为约1.0升每分钟至约10升每分钟。
在一个实施方案中，制剂使用超声混合系统同时地输送制剂至壳体的内部空间，并且与抗微生物剂混合来制备。在这种实施方案中，处理腔室可以包括多于一个入口，以输送制剂的独立组分至壳体的内部空间。例如，在一个实施方案中，制剂的第一组分可以通过第一入口输送至处理腔室的内部空间，而制剂的第二组分可以通过第三入口输送至处理腔室的内部空间(如以上所述，抗微生物剂一般通过第二入口输送；但是，孔的数目基本上不重要，因此，在本发明的范围内，孔的数目可以不仅仅如以上所述)。在一个实施方案中，第一组分为水，而第二组分为三氯生。第一组分以约0.1升每分钟至约100升每分钟的流动速率通过第一入口输送至壳体的内部空间，而第二组分以约1毫升每分钟至约1000毫升每分钟的流动速率通过第二入口输送至壳体的内部空间。
一般地，沿着处理腔室壳体的侧壁平行设置多个入口。在一个可选择的实施方案中，对着处理腔室壳体的侧壁设置多个入口。虽然本文描述具有两个入口以输送制剂的一种或多种组分，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用多于两个入口来输送制剂的各种组分。
在一个实施方案中，在输送至处理腔室之前加热制剂(或其一种或多种组分)。对一些制剂而言，虽然个别组分具有相对低的粘度(即，粘度低于100cps)，由该组分制备得到的制剂具有高粘度(即，粘度高于100cps)，这可能导致制剂团簇并且导致处理腔室的入口堵塞。例如，许多油包水乳液在混合期间可能形成团簇。在这些类型的制剂中，水和/或油组分在混合之前通常被加热至约40℃或更高。适合地，制剂(或其一种或多种组分)在通过入口输送至处理腔室之前，可以被加热至约70℃至约100℃。
此外，所述方法包括将抗微生物剂(例如以上描述的)输送至腔室的内部空间来与制剂混合。具体地，抗微生物剂通过第二入口输送至壳体的内部空间。
一般地，一种或多种抗微生物剂以约1克每分钟至约1000克每分钟的流动速率输送至壳体的内部空间。更合适地，一种或多种抗微生物剂以约5克每分钟至约500克每分钟的流动速率被输送。
根据上述实施方案，随着制剂和抗微生物剂持续地向上流入腔室内，通过驱动系统驱动波导组件(且更具体地为振杆组件)以预定超声频率振动。相应于振杆的超声激发，从振杆的外表面向外延伸的搅动构件相对于振杆动态挠曲/弯曲，或横向位移(取决于搅动构件相对于振杆的波节区域的纵向位置)。
制剂和抗微生物剂沿着振杆组件与壳体侧壁的内部空间之间的流动路径纵向流动，使得超声振动和搅动构件的动态运动造成制剂中的空化，以进一步有助于搅动。阻流构件扰乱了制剂沿着壳体侧壁的内表面的纵向流动，并且反复指引横向向内流过振动的搅动构件。
当混合的抗微生物制剂纵向向下流过波导组件的终端时，抗微生物制剂也发生初始的返混，导致搅动构件在振杆的终端处或邻近振杆的终端的动态运动。抗微生物制剂进一步向下游流动，在通过出口离开处理腔室之前，导致经搅动制剂提供组分(例如，制剂和抗微生物剂的组分)更均匀的混合。此外，由超声振动和空化导致的初始搅动和返混限制了抗微生物剂在抗微生物制剂内的颗粒尺寸。具体地，本发明的超声混合系统使得抗微生物制剂具有显著减小颗粒尺寸的抗微生物剂，得到更好的抗微生物作用和更舒适，少粗糙的抗微生物制剂的最终产品。
在一个实施方案中，如图4中所示，处理腔室还可以与液体循环回路相连，通常标示为400。一般地，液体循环回路400纵向设置于入口356和出口367之间。液体循环回路400在壳体351的内部空间353内与抗微生物剂混合循环回至壳体351的内部空间353的吸入区的制剂的一部分(例如，腔室的一部分，在该腔室内制剂和/或抗微生物剂被引入至壳体的内部空间，在图4中通常被标示为361)。通过循环回吸入区的制剂，随着使保留在处理腔室内的制剂和抗微生物剂经历更长停留时间的空化，可以实现制剂(及其组分)与抗微生物剂之间更有效的混合。此外，在吸入区内的搅动可以增强，由此可以更有助于抗微生物剂分散和/或溶解至制剂中。
液体循环回路可以是能够从壳体的内部空间吸入区的下游将液体制剂循环回至壳体的内部空间吸入区的任何系统。在一个特别优选的实施方案中，如图4中所示，液体循环回路400包括一个或多个泵402，以将制剂输送回壳体351的内部空间353的吸入区361。
通常，以具有制剂的循环流动速率对初始进料流动速率(以下描述的)的比率为1.0或更大的流动速率来将制剂(和抗微生物剂)输送回处理腔室。尽管循环流动速率对进料流动速率的比率优选为大于1.0，但是应当理解的是，在不脱离本发明的范围内，可以容许小于1.0的比率。
一旦充分混合抗微生物制剂，抗微生物制剂通过出口离开处理腔室。在一个实施方案中，一旦离开，抗微生物制剂可以用于后处理输送系统，以被输送至一种或多种包装装置。并不限制，例如，抗微生物制剂为皮肤清洁制剂，并且抗微生物制剂可以用于后处理输送系统，以被输送至消费者使用的乳膏泵分散器。。
后处理输送系统可以是本领域内已知的用于输送抗微生物制剂至终产品包装装置的任何一种系统。合适的包装装置可以是用于以上所述制剂的任何一种包装装置。例如，合适的包装装置包括喷雾瓶、洗液管和/或瓶、湿揩巾等。
通过以下实施例来阐明本发明，所述实施例仅仅用于阐明本发明的目的而不被认为是限定本发明或其可以实施的方式的范围。
实施例1
在本实施例中，在本发明图3的超声混合系统中，将各种含水制剂来混合水不溶性抗微生物剂三氯生。超声混合系统有效混合三氯生至水制剂以形成均质的抗微生物制剂的能力与通过实验室台式混合器和实验室均质器混合制剂和抗微生物剂进行了比较。此外，分析了与制剂均匀混合三氯生保持均匀的能力，并且将其与使用实验室混合器和均质器在烧杯中混合形成的混合物作比较。
使用图3的超声混合系统将三氯生混合在稀释的湿揩巾制剂中的四份样品(样品A-D)。具体地，稀释的湿揩巾溶液包含4.153％(以重量计)的KIMSPEC
Figure BPA00001172087900211
(购自Rhodia，Inc.，Cranbury，New Jersey)和95.848％(以重量计)的纯化水。将1495.5克稀释的湿揩巾制剂和4.5克三氯生(IRGASAN DP300，购自CIBA Specialty Chemicals Co.，Highpoint，North Carolina)输送至超声混合系统，并且如本文所描述超声混合1、2、4或6.5分钟。
使用图3的超声混合系统将三氯生混合在水制剂中的另外四份样品(样品E-H)。具体地，将1495.5克水和4.5克三氯生输送至超声混合系统，并且如本文所描述超声混合1、2、4或6.5分钟。
还使用实验室均质器和实验室台式混合器制备两份三氯生与稀释的湿揩巾制剂对照样品(I和J)和两份三氯生与水对照样品(K和L)，手动搅拌抗微生物制剂混合物在一起。具体地，将398.8克制剂(即，以上稀释的湿揩巾溶液)与1.2克三氯生输送至混合容器，通过IKA-Werke Eurostar实验室台式混合器或Silverson L4RT-W实验室均质器混合。接着以500rpm在IKA实验腔室混合器或以5000rpm在均质器上混合制剂和抗微生物剂5分钟。
混合后立即、混合后1天、混合后2天、混合后3天和混合后6天肉眼观察全部抗微生物制剂的样品。各种样品和肉眼观察示于表3中。
Figure BPA00001172087900221
Figure BPA00001172087900231
如表3所示，用本发明的超声混合系统超声混合导致更快和更有效的混合。具体地，在较短的时间之后，抗微生物制剂完全均匀；即三氯生在水制剂中较快地完全溶解，或者更细微地分散，与用均质器或手动混合器混合相比，使用本发明的超声混合系统所得到的颗粒抗微生物剂保持分散更长的时间，并且不会再凝聚成更大的颗粒。此外，生产抗微生物制剂的超声混合系统保持更长时间稳定、均匀的制剂。
随后，样品通过过滤器，并且将三氯生颗粒(如果有的话)从制剂中分离。通过Micromeritics Analytical Services(Norcross，Geogia)，利用激光光散射法来测量体积平均粒径和粒度分布。结果示于表4中。
表4
  样品   体积平均粒径(μm)  体积粒径90％较细(μm)  体积粒径50％较细(μm)   体积粒径10％较细(μm)
  A   1.337   1.786   1.045   0.832
  B   --   --   --   --
  C   --   --   --   --
  D   1.070   1.299   1.019   0.838
  E   3.643   5.998   3.463   1.351
  F   --   --   --   --
  G   --   --   --   --
  H   5.466   14.57   2.362   0.958
  I   --   --   --   --
  J   4.490   13.81   1.223   0.838
  K   49.80   99.87   49.34   2.917
  L   36.82   92.22   18.80   1.519
*未对测试样品B、C、F、G和I进行溶剂平均粒径或粒度分布分析。
此外，分析了样品抗金黄色葡萄球菌的效力。具体地，将大约104个金黄色葡萄球菌(ATCC#6538)的菌落形成单位等分至96-微孔板中。将以上样品置于孔内并用石蜡膜密封。平板于37℃下孵育24小时，然后测量MIC和抑菌带。结果示于表5中。
表5
  样品   抑菌带(mm)   MIC(mg/L)
  A   --   --
  B   16   ＜0.0002
  C   --   --
  D   15   ＜0.0002
  E   --   --
  F   16   ＜0.0002
  G   --   --
  H   16   ＜0.0002
  I   12   0.05
  J   11   0.05
  K   10   3.0
  L   13   3.0
*未对测试样品A、C、E和G进行MIC或抑菌带分析
如表5所示，与对照样品相比，超声混合的样品提供更好的抗微生物活性。具体地，超声混合的样品提供更大的抑菌带，并且比对照样品具有更好的控制金黄色葡萄球菌生长，如表中MIC数据所示。
当介绍本发明的元件或其优选实施例时，冠词“一”、“该”和“所述”意指有一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”意图为包含的，并且意思是除所列元件之外，可以有其它的元件。
因为可以在上述结构和方法中进行多种改变而不会背离本发明的保护范围，所以包含在上述说明书中和在附图中示出的所有内容都应该被理解为是示意性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种用于制备抗微生物制剂的超声混合系统，所述混合系统包括：
处理腔室，所述处理腔室包括：
具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，所述壳体通常在至少一个纵向端处被封闭，并且具有第一入口，用于接收制剂进入所述壳体的内部空间；第二入口，用于接收抗微生物剂；以及至少一个出口，在超声混合所述制剂和抗微生物剂形成抗微生物制剂之后，抗微生物制剂通过该出口从壳体排出，所述出口与所述第一和第二入口呈纵向间隔，使得制剂和抗微生物剂在所述壳体的内部空间内从所述第一和第二入口纵向流至所述出口；和
在所述壳体内部空间纵向延伸的加长超声波导组件，且所述组件可在预定超声频率下运行以通过超声向在所述壳体内流动的制剂和抗微生物剂赋予能量并且使之混合，所述波导组件包括加长超声振杆，所述超声振杆至少部分地位于所述壳体的第一和第二入口与出口的中间，并且具有设置成用于与在壳体内从第一和第二入口流至出口的制剂和抗微生物剂相接触的外表面，以及多个分离的搅动构件，所述搅动构件与位于第一和第二入口与出口中间的振杆的外表面相接触并且从所述振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔，构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂，其中至少一个搅动构件的横向长度对所述搅动构件的厚度的比率为2：1至6：1。
2.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述抗微生物剂选自水不溶性抗微生物剂、水不溶性复合物、水不溶性油、水不溶性抗生素、疏水性药物、杀虫剂、除草剂、杀软体动物剂、灭鼠剂以及它们的组合。
3.根据权利要求2所述的超声混合系统，其中所述抗微生物剂为三氯生。
4.根据权利要求1所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括输送系统，可运行所述输送系统以通过第一入口将制剂输送至所述处理腔室壳体的内部空间，其中所述制剂以每分钟0.1升至每分钟100升的速率被输送至第一入口。
5.根据权利要求4所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括第二输送系统，可运行所述第二输送系统以通过第二入口将抗微生物剂输送至处理腔室壳体的内部空间，其中所述抗微生物剂以每分钟1克至每分钟1000克的速率被输送至第一入口。
6.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述制剂选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂以及它们的组合。
7.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述预定频率的范围为20kHz至40kHz。
8.一种用于制备抗微生物制剂的超声混合系统，所述混合系统包括：
处理腔室，所述处理腔室包括：
具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，所述壳体通常在至少一个纵向端处被封闭，并且具有第一入口，用于接收制剂进入所述壳体的内部空间；第二入口，用于接收抗微生物剂进入所述壳体的内部空间；以及至少一个出口，在所述制剂和抗微生物剂超声混合以形成抗微生物制剂之后，抗微生物制剂通过该出口从壳体排出，所述出口与所述第一和第二入口呈纵向间隔，使得制剂和抗微生物剂在所述壳体的内部空间内从第一和第二入口纵向流至出口；
在所述壳体内部空间纵向延伸的加长的超声波导组件，且所述组件可在预定超声频率下运行以通过超声向在所述壳体中流动的制剂和抗微生物剂赋予能量并且使之混合，所述波导组件包括加长超声振杆，所述振杆至少部分地位于所述壳体的第一和第二入口与出口的中间，并且具有设置成用于与在壳体内从第一和第二入口流至出口的制剂和抗微生物相接触的外表面，多个分离的搅动构件，所述搅动构件与位于第一和第二入口与出口中间的振杆的外表面相接触并且从所述振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔，构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及在腔室内混合制剂和抗微生物剂，以及阻流组件，所述阻流组件置于所述壳体的内部空间内，并且至少部分地从所述壳体横向向内延伸至所述振杆，以引导在所述壳体内纵向流动的制剂和抗微生物剂横向向内流动与搅动构件相接触，其中阻流组件包括环形的阻流构件围绕振杆连续延伸。
9.根据权利要求8所述的超声混合系统，其中所述抗微生物剂选自水不溶性抗微生物剂、水不溶性复合物、水不溶性油、水不溶性抗生素、疏水性药物、杀虫剂、除草剂、杀软体动物剂、灭鼠剂以及它们的组合。
10.根据权利要求9所述的超声混合系统，其中所述抗微生物剂为三氯生。
11.根据权利要求8所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括输送系统，运行所述输送系统以通过第一入口将制剂输送至所述处理腔室壳体的内部空间，其中所述制剂以每分钟0.1升至每分钟100升的速率被输送至第一入口。
12.根据权利要求8所述的超声混合系统，其中所述制剂选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂以及它们的组合。
13.一种利用权利要求1所述的超声混合系统形成抗微生物制剂的方法，所述方法包括：
通过第一入口将制剂输送至所述壳体的内部空间；
通过第二入口将抗微生物剂输送至所述壳体的内部空间；和
通过以预定超声频率运行的加长超声波导组件超声混合所述抗微生物剂和制剂。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述抗微生物剂选自水不溶性抗微生物剂、水不溶性复合物、水不溶性油、水不溶性抗生素、疏水性药物、杀虫剂、除草剂、杀软体动物剂、灭鼠剂以及它们的组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述抗微生物剂为三氯生。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述制剂选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂以及它们的组合。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述制剂以每分钟0.1升至每分钟100升的速率被输送至所述壳体的内部空间。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述制剂在将制剂输送至所述壳体的内部空间的同时制备，并且其中通过第一入口输送所述制剂的至少第一组分和通过第三口输送所述制剂的至少第二组分。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述制剂在被输送至所述壳体的内部空间之前被加热。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述抗微生物剂和制剂利用范围为20kHz至40kHz的预定频率进行超声混合。
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