説明

エアロゾル化薬剤の送出方法と装置

【課題】計量した投与量の呼吸に適する比率(すなわち、最適な大きさの乾燥粒子の形状の比率)を装置の出口で最大にする、加圧エアロゾルキャニスタ18とともに用いられる計量投与量吸入器10を提供する。
【解決手段】空気管34は、空気管の入口38が導管壁74内に形成され、空気管の出口36がノズルオリフィスと対向側にある状態で導管内に配置される。マウスピースを介しての吸入により、空気が入口内に吸気され、空気管の出口から流出して、オリフィスから反対側に移動するエアロゾルプルームに衝突する空気ジェットを形成する。導管の閉鎖端24内の補助空気入口46は、導管の内壁44に沿った境界層流を与える。導管の内壁上の渦発生器54は、境界層流に渦と乱流を加える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、患者が肺に吸入するエアロゾル化薬剤の1回の投与量を送出する方法と装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エアロゾルは肺の治療用薬剤を送出するために用いられる頻度が増えてきている。たとえば、喘息の治療において、吸入器は、通常β作用薬などの気管支拡張薬やコルチコステロイドなどの抗炎症薬を送出するのに用いられる。2種類の吸入器、すなわち計量投与量吸入器(MDI)と乾燥粉末吸入器(DPI)が一般的に用いられている。いずれの種類の吸入器も、その目的とするところは、典型的には固体微粒子物または粉末の形状をなす薬剤を、治療をうける状態位置で肺の気道内に送出することである。
【0003】
MDI装置において、薬剤は製薬メーカによって加圧エアロゾルキャニスタに入れられて与えられ、薬剤はクロロフルオロカーボン(CFC)やヒドロフルオロアルカン(HFA)などの液体推進薬内に懸濁または溶解している。キャニスは、キャニスタ内に押し下げられると、薬剤の粒子が懸濁または溶解した微小滴の推進薬を含有するエアロゾルの形状の推進薬と薬剤が混合した計量体積を排出することができる中空排出軸を有した計量弁を含む。このようなキャニスタとともに用いられる典型的なMDIは、アクチュエータとノズルを有したハウジングを有している。キャニスタはハウジングに挿入され、キャニスタの中空排出軸がアクチュエータ内の孔に受け取られる。キャニスタの閉鎖端を押し下げることによって、計量した体積の薬剤がノズルから排出されるように、軸がキャニスタ内に押し入れられる。さらにハウジングは、ノズルとの流体連通をする流路を規定し、その流路は、ハウジングのマウスピース部分に出口を有し、エアロゾル化した薬剤がマウスピース部から出ると吸入されるようになっている。患者は唇をマウスピースの周りで閉じてマウスピースを口に挿入するか、開いた口からマウスピースをわずかに離して保持する。その後、患者はキャニスタを押し下げて薬剤を排出させ、それと同時に吸入する。
【0004】
既存のMDIは大きな問題点を多く抱えている。既存のMDIの問題の1つは、薬剤の送出効率が悪いということである。平均すると、既存のMDIでは、キャニスタから投薬される薬剤投与量のうち、目的とする効果を達成できる肺に実際に到達するのは約10パーセントであると推定される。
【0005】
送出効率が悪いのには、多くの要因がある。その1つとして、推進薬の蒸発が不完全なために、計量した投与量の多くが肺に吸入させられない形態で送出されるということがある。エアロゾル化した薬剤を肺の気道に効率よく送出するためには、吸い込まれる粒子の大部分の大きさが約10ミクロン(1ミクロン=1/1000ミリメートル)未満、好ましくは約1ミクロンから5ミクロンの間である。マウスピースの出口で推進薬の蒸発が不完全だと、計量した投与量のかなりの量が、乾燥粒子及び/又は蒸気ではなく、比較的大きな液滴の形状で送出されてしまう。このような液滴は吸入されず、口の内側と患者の咽喉の奥に衝突して、その結果薬剤の多くが嚥下されてしまう。口と咽喉内での薬剤の局部集中は、局部免疫抑制反応と、コルチコステロイドの場合には真菌感染の発生を引き起こしかねない。また、β作用薬を嚥下すると、胃腸管の平滑筋の弛緩を引き起こし、これによって胃の収縮性と活性が減少する。さらに、無駄になる薬剤は年間米国の患者に約7億5000万ドルも負担させていると推定される。
【0006】
低送出効率の問題を生じさせるもう1つの要因は、マウスピースから出る際のエアロゾルの線速度が高いということであり、これによって口と咽喉でエアロゾルの衝突が生じやすくなる。理想的には、粒子が吸気に伴出されて肺に運ばれるように、エアロゾルの速度が患者の吸気の速度に釣り合うのがよい。既存の多くのMDIの場合、エアロゾルの流出速度は、患者の吸気速度を実質的に超えている。高速プルームが咽喉の背後に衝突して、衝突や付着の原因となる。
【0007】
低送出効率の問題を生じさせるさらに別の要因は、既存のMDIの場合、装置から出るエアロゾルのプルームすなわちボーラスが、過度に長いということである。既存のMDIにおいて、この長さは典型的には25センチメートルを超え、このため、患者がボーラス全体を吸入することが困難となる。
【0008】
プルーム速度を減少させようと、エアロゾルノズルとマウスピースの間に管状のスペーサを追加したMDI設計者もいる。スペーサによって送出効率は改善されるものの、ノズルから排出される薬剤のほとんどがスペーサの内面で衝突して、付着するので、使用者が吸入する場合に利用できない。よって、スペーサ付きMDIも、やはり送出効率が容認できないほど低いという問題を抱えている。
【0009】
さらに、乾燥粉末吸入器は、エアロゾルの過度な速度といったMDIの持つ上述の問題点のいくつかをもともと回避しているが、やはりDPIも、特に相対湿度が高いといった特定の環境条件下で、装置の内面で薬剤が衝突して、付着するため、粒子の凝集につながるという問題を有している。
【0010】
既存のMDIのもつ別の問題は、吸入とエアロゾルの排出を患者が調整することが困難であるということである。手動操作されるMDIの場合、患者は吸入するのが早すぎるまたは遅すぎるため、薬剤を効率よく吸い込むことができないということがしばしば起こる。この問題に対処するために呼吸によって作動するMDIが数多く考案されているが、これらの考案のほとんどは、患者の吸入動作が開始するまさにその時に排出を引き起こす。治療対象の肺の状態と、その位置によっては、患者が吸入を開始する時よりむしろ吸入のピークあたりで薬剤を排出するのが望ましい場合がしばしばある。さらに、治療対象の肺の状態への薬剤の送出位置を調整するために薬剤が排出される患者の吸入点を選択的に変化できるのが望ましい場合もある。これらの効果は既存のMDIでは得られない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、本発明の目的は、計量した投与量の呼吸に適する比率(すなわち、最適な大きさの乾燥粒子の形状の比率)を装置の出口で最大にする、エアロゾル化薬剤の送出方法と装置を提供することである。
【0012】
本発明の別の目的は、装置の出口でのエアロゾルの線速度が患者の吸息の速度にほぼ釣り合うようにする、エアロゾル化薬剤の送出方法と装置を提供することである。
【0013】
本発明のさらに別の目的は、吸入装置内でエアロゾルのボーラスへの薬剤粒子の分散と混合を最大限にすることである。
【0014】
また、本発明の別の目的は、装置から出るエアロゾル化薬剤のボーラスの長さができるだけ短くなる、エアロゾル化薬剤の送出方法と装置を提供することである。
【0015】
本発明の別の目的は、吸入器内の液体推進薬の蒸発を最大にするための方法と装置を提供することである。
【0016】
本発明のさらに別の目的は、装置の内面への薬剤の衝突と付着が最小限に抑えられる、エアロゾル化薬剤の送出方法と装置を提供することである。
【0017】
本発明のまた別の目的は、薬剤の排出が患者の吸息と同期して、患者の呼吸に対する排出タイミングが選択的に変化できる、エアロゾル化薬剤の送出方法と装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
発明の上記の目的とその他の目的は、流れ制御技術と装置を用いて推進薬と推進薬の蒸発を増加させるために薬剤の混合物と空気との混合を促進させ、装置の出口に到達する前にエアロゾルプルームを減速させ、エアロゾルの装置の内壁への衝突を減少させる発明の方法と装置によって達成される。また、発明は、キャニスタの作動と装置のマウスピースに与えられる患者の吸入の試みとを同期させるための装置と方法を提供する。
【0019】
より具体的には、発明は、加圧キャニスタを支持するよう適応されるハウジングを含む計量投与量吸入装置を提供する。ハウジングは、アクチュエータと、キャニスタの中空出口軸を受け取るよう適応される孔を有するノズルアセンブリを有し、ハウジングはさらに、使用者の口に挿入されるように適応されるマウスピースを形成する開放端と、アクチュエータのノズル排出オリフィスと、導管内にエアロゾル化薬剤のプルームを方向付けるよう配置されるノズルアセンブリとを有する略管状の導管と、導管内で支持され、ノズル排出オリフィスと反対側に配置される空気管出口と、導管の外側の周囲空気と流体連通する空気管入口とを有する空気管とを含み、空気管はノズル排出オリフィスを介してキャニスタから排出されるエアロゾル化薬剤のプルームに衝突するように空気管出口から流出する空気を方向付けるように位置決めされる。よって、マウスピースに与えられる吸入の試みにより、空気は空気管入口に流入し、空気管で口から流出して、プルームと衝突し、それにより導管内の薬剤の分散と混合を向上させる。また空気管からの空気ジェットによって、装置から出るエアロゾルの速度が患者の吸気の速度とほぼ釣り合うするようにプルームを減速する。またプルームを減速させることによって、エアロゾルが装置内に滞在する時間を増加させ、より短いボーラスが吸入されるようにする。混合時間と滞在時間が増加したことによって、マウスピースの出口で推進薬のより完全な蒸発が促される。
【0020】
発明の1つの実施形態において、装置は、ノズル排出オリフィスがプルームをマウスピースの開放端に向けて方向付けられるように構成されている。空気管は、プルームに衝突させるように空気ジェットをマウスピースの開放端から離して方向付けるように配置される。各スポークの中空通路がその一端で、導管壁を介して導管の外側の周囲空気につながる対応の通路に接続され、他端で、空気管の入口に接続された状態で、空気管は、導管の壁に接続される1つ以上の中空スポークによって導管内に支持される。患者がマウスピースの開放端で吸入すると、空気が空気管内に吸い込まれて空気ジェットを空気管から出す。一旦この空気ジェットが形成されると、キャニスタはエアジェットに向かってエアロゾルのプルームを排出するように作動する。プルームと空気ジェットが接触し、これによってプルームが混合され、減速される。
【0021】
発明の別の実施形態においては、ノズルはマウスピースの開放端から離れて、端壁によって実質的に閉じられている導管の遠方の端部に向かってプルームを方向付けるように配置される。空気管は、空気管の入口が端壁を介して導管の外側の周囲空気につながる通路に接続された状態で、端壁に取り付けられる。開放端での患者の吸入によって、空気は空気管を介して患者の口に向かう方向に吸い込まれる。一旦空気管からの空気ジェットが形成されると、キャニスタは導管の閉鎖端に向かってプルームを方向付けるように作動する。空気ジェットとプルームが接触し、これによりプルームが混合されて減速される。プルームはマウスピースから出る前に方向を反転させなくてはならないので、同一の長さの導管が2度使用され、それによって装置内でのエアロゾルの滞在時間がさらに増加する。
【0022】
薬剤の装置の内壁への衝突と付着を減少させるために、本発明は、マウスピースを規定する開放端と、マウスピースから離れた端壁によって規定される実質的な閉鎖端とを有する導管を規定するハウジングを含み、薬剤ディスペンサアセンブリが導管内に薬剤を方向付けるようにハウジング内に配置されてなる、MDIやDPI装置のいずれかで有用なエアロゾル流制御装置を提供する。薬剤ディスペンサは、アクチュエータとノズルを持つ加圧キャニスタでもよく、あるいは、乾燥粉末形状の薬剤用のディスペンサであってもよい。端壁は導管の外側の周囲空気と流体連通する複数の補助空気入口を含み、補助空気入口は導管の内壁に隣接する導管内に、マウスピースの開放端にほぼ向かう方向に開口する。導管はさらに、補助空気入口の下流側で内壁上に取り付けられる複数の渦発生器を含み、補助空気入口と渦発生器は、吸入の試みがマウスピースに与えられると、導管の内壁に沿って乱空気流を形成するように協働する。補助空気流は導管の内壁に沿ったバッファや境界層流として機能し、エアロゾル滴や乾燥粉末が内壁に衝突して永久的に付着する可能性を減らす。渦発生器は、上を流れる空気に渦と渦度を与えるように軸方向に対して角度をもって配置される内側に向いたベーンを備えるのが好ましい。
【0023】
発明はさらに、エアロゾルプルームの排出が患者の吸入の試みによって引き起こされ、吸入に対する排出のタイミングが選択的に変更可能な、薬剤の加圧キャニスタとともに用いられるエアロゾル流制御装置を提供する。この目的のために、装置は、キャニスタの排出軸が非動作位置にある第1の位置と、計量した体積の薬剤を排出するために排出軸が動作位置にある第2の位置との間でキャニスタを支持するように適合され、さらに、使用者が吸入の際に用いることができ、第1の空気通路を規定する出口を含むハウジングを有する。キャニスタ抑制手段は、ハウジング内に配置され、キャニスタ本体と排出軸との間の相対的な移動が防止されている静止位置から、このような移動が許される排出位置へ移動可能である。キャニスタ抑制手段は、可変体積チャンバを規定するベローや可動ダイアフラムピストンアセンブリなどの装置の一部を形成するか、あるいはその装置に取り付けられる。吸入器は、キャニスタ抑制手段がその排出位置に移動すると、キャニスタを第2の位置に促す弾性部材を含む。第2の空気通路は、第1の空気通路とハウジングの外側の周囲空気との間にハウジングを介して延出し、ベンチュリを有する。可変体積チャンバは、ベンチュリのスロートと流体連通しており、これによって、出口を介して使用者が吸入すると、チャンバから空気を蒸発させ、それによってキャニスタ抑制手段が排出位置に移動するように、ベンチュリスロート内を低圧にする。チャンバの断面積、キャニスタに対して弾性部材によって印加される力、ベンチュリの大きさ、第2の空気通路の直径などの設計パラメータを好適に選択することによって、患者による吸気の試みのピーク近くでキャニスタを作動させるように装置を構成することができる。
【0024】
装置はさらに、作動タイミングを選択的に変更するための手段を含むのが好ましい。たとえば、装置は、可変流絞りとして機能するように第2の空気通路に押し入れられる調節ねじを有していてもよい。ねじを一方向に回転させると、流れ絞り量が増加し、マウスピースを介した一定の吸入速度において作動に十分なだけチャンバを蒸発させるのに必要な時間量が増加する。反対に、ねじを逆方向回転させると、作動に必要な時間量が減少する。
【0025】
本発明の上記ならびにその他の目的と効果は、添付の図面とその説明からより明らかになるであろう。
【0026】
本明細書の一部に組み込み、本明細書の一部を構成する添付図面は、上記に示された一般的な説明および下記に示された詳細な説明と共に、本発明の様々な実施形態を図示し、本発明の原理を説明するために役立つ。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の原理による吸入器の斜視図である。
【図2】図1の吸入器の分解図である。
【図3】図1のライン3−3に沿ってとられた吸入器の断面図である。
【図3A】図3Aは、吸入器のアクチュエータおよびノズルの代替実施形態を示す部分断面図である。
【図4】吸入器の代替実施形態を示す、図3と同様な断面図である。
【図5】吸入器のさらに別の代替実施形態を示す図3と同様な断面図である。
【図6】図5の吸入器に垂直な面でとられた図5の吸入器の断面図である。
【図7】吸入器を通しての患者の吸入に応じてキャニスタの自動作動を行う機能を有する、別の代替実施形態の断面図である。
【図8】図7の吸入器のキャニスタと係合および離合するトリガの斜視図である。
【図9】患者の呼吸に応じてキャニスタの自動作動を行う代替装置を示す、本発明のさらに別の実施形態の、一部が断面図である側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
図1〜図3は、本発明の原理による吸入器10の第1の実施形態を示す。この吸入器10は、導管16に接続されたレセプタクル部14を有するハウジング12を含んでいる。このレセプタクル部14は、薬剤を含む標準加圧キャニスタ18を収納するように構成されたスリーブの形のものである。このキャニスタ18は本発明の部分を全く形成していない。本発明の吸入器装置は、薬剤の送出が防止される非作動位置から、計量された体積のキャニスタの中身が中空送出軸を通して送出される作動位置にキャニスタ本体に対して内側に押し下げられ得る中空送出軸を有する内部計量弁を有するいかなる標準加圧キャニスタとも併用できる。
【0029】
導管16は、レセプタクル部14から離隔された開放端20と、レセプタクル部14に接続された端壁24によって定義された閉鎖端22とを含んでいる。端壁24は、好ましくは、開放端20から最遠の端壁24の一部を形成する端壁24の頂点を有する形状が通常、円錐形あるいは半球形である。
【0030】
図3を参照すると、ハウジング12は、端壁24によって支持されるアクチュエータ・ノズルアセンブリ26をさらに含んでいる。このアクチュエータ・ノズルアセンブリ26は、キャニスタ18の中空送出軸(図1〜図3に図示せず)を収容するように構成されている孔28と、孔28と流体連通をするノズル送出オリフィス30とを含んでいる。ノズル送出オリフィス30は、有利なことには、端壁24の頂点に置かれ、エアロゾルのプルームを通常導管の中心縦軸32に沿って向けられるように指向される。オリフィス30は、好ましくは、出口に約0.025インチ未満およびより好ましくは約0.005インチ〜約0.019インチの内径を有する。
【0031】
したがって、図1の下方方向に押し下げられるキャニスタ18で、計量された体積の薬剤が孔28の中およびオリフィスの外側に送出され、通常その開放端20の方へ向けられた、エアロゾル化された薬剤の略円錐形のプルームを導管16内に形成する。吸入器10は、エアロゾル化薬剤の散布および導管内の空気との混合を促進し、キャニスタ18から送出される液体推進薬の蒸発を高め、この推進薬の速度を減少させる特徴を含んでいる。より詳細には、吸入器10は、導管16内に支えられる空気管34を含んでいる。空気管34は、ノズル送出オリフィス30の下流に間隔をあけられ、ノズル送出オリフィス30と対向する関係にある出口36と、導管16の外側の周囲空気と流体連通をする入口38とを有する。図1〜図3に示された実施形態では、空気管34は、通常導管の縦軸32に沿って整列された略軸部40および導管16の内壁44に取り付けられる略ラジアル部42を有する曲り管である。使用者が導管16の開放端20に吸入力を加える場合、ノズル送出オリフィス30の方向に空気管出口36を出る空気は、導管16の外側から空気管入口38に吸い込まれる。空気管34の軸部40は、出口36から流れ出る空気がノズルオリフィス30を出るエアロゾルのプルームに当たるように置かれ、導管16内に向けられる。一旦この管34からのこの空気の流れが生じさせられると、キャニスタ18の計量弁は、オリフィス30のエアロゾル化薬剤のプルームを送出するように作動される。空気管34からの空気がプルームに当てることによって、このプルームの速度を落とし、導管16の断面の大部分を占めるように消散される。この結果、エアロゾルボーラスが導管16の開放端20を出る時間だけ、液体推進薬のより完全な蒸発およびプルームの速度が吸入吸気の速度に近づくように、開放端20を出るこのプルームの速度の減少を促進するエアロゾルと空気との混合を高める。したがって、キャニスタ18から投薬された薬剤の計量投与量の大部分は、比較的高速に運動する比較的大きい液体飛沫とは対照的に、吸入吸気速度とほぼ一致する、比較的低い速度で運動する約1〜5ミクロンの最適サイズの呼吸に適する乾燥粒子の形で開放端20を出る。それによって、口および喉内の薬剤の固着および粘着が減少される。
【0032】
空気管34および導管16は、一体に形成でき、その結果空気管34の内部通路は、導管16を通って延び、導管16の外気と流体連通をする。一方、空気管34は、適切な形状に曲げられ、入口端38で導管16に取り付けられる金属管で形成できる。
【0033】
図1〜図3および図7に示された実施形態は、ノズルオリフィス30の軸41(図3)と同軸方向に整列された部分40に対して90度の角度で曲げられた空気管34を示すが、他の配置は本発明の長所を犠牲にすることなく使用されてもよい。例えば、部分40は、ノズルオリフィス30の軸41に対して鈍角(すなわち、約90度〜180度であり、180度は、オリフィス30を出るプルームの方向と正確に逆であるように定義される)で配置されてもよく、空気管34の部分40は、空気ジェットをオリフィス30に向けるように指向される。さらに、導管壁に取り付ける部分42は放射状である必要はないが、導管壁44に鋭角あるいは鈍角で指向されうる。
【0034】
本発明は、液体飛沫あるいは乾燥粒子が導管16の内部壁24および44に当たり、永久に付着する可能性を減らす特徴をさらに含んでいる。より詳細には、吸入器10は、端壁24を通り、ノズルオリフィス30から少なくとも2つの異なる半径でその周りに円周方向に間隔をあけられた複数の補助空気入口46を含んでいる。補助空気入口46の第1の円周方向のリングは、導管16の端壁24と内部壁44との間の連結点48に隣接して置かれている。補助空気入口47の第2の円周方向のリングは、連結点48とノズルオリフィス30との間で半径方向に置かれる。導管16の開放端20に加えられた吸入力によって、空気は矢印50に示されるように補助空気入口46および47に流入し、矢印52によって示されるように、導管16の内部壁44に沿ってそれから外側および端部24から外側に流れる。この補助空気流は、内部壁44および端部24に沿って薬剤が内部壁44および端壁24に当たり、永久に付着することを減らす傾向があるバッファあるいは境界層空気流を形成する。
【0035】
さらにこの目的を達成するために、吸入器10は、導管16の内部壁44上に取り付けられ、それから内側に延びる複数の渦発生器あるいはベーン(図2で最も良く示されている)も含んでいる。ベーン54は、補助空気入口46の下流に置かれている。その結果各ベーン54は補助空気入口46の中の1つとほぼ軸方向で整列している。ベーン54は、縦軸32によって定義された軸方向に、ある角度で指向されているので、渦度および渦を作る運動はベーンの上に流れる空気に与えられる。したがって、補助空気入口46によって形成される境界層空気流は、渦度および渦を作る運動を境界層空気流に与えるベーン54に当たる。渦度および渦を作る運動は、エアロゾル飛沫あるいは粒子が内部壁44に当たり、永久に付着する可能性をさらに減らす。
【0036】
図1および図3に示されるように、吸入器10は、導管16の開放端20に接続する別個のマウスピース56を含んでいる。マウスピース56は、吸入器10の使用者の口の中に挿入されるように構成される、減少された直径部58を有する。完全に息を吐いた後、使用者は、この直径部58を直径部58の周りで閉じた唇で口に挿入し、それから吸入し始める。この直径部は、空気管34から補助空気入口46を通る空気流を生じさせる。一旦これらの空気流を生じさせると、吸入し続ける間、使用者はキャニスタ18を押し下げ、計量された体積の薬剤および推進薬混合物をノズル送出オリフィス30から送出する。使用者は、吸入し続け、肺をその容量まで満たし、次に、一般的にはある時間の間に息を止め、エアロゾル化薬剤が肺のエアウエー内に集まる。
【0037】
図1〜図3に示されるように、ハウジング12は、順にはまり込むように一緒に取り付ける4つのセクション(マウスピース56を含む)で形成される。しかしながら、製造を容易にするために、ハウジング12は、その代わりに4つよりも少ないセクションで形成されてもよい。例えば、ハウジング12は2つのセクションで形成されてもよく、第1のセクションは、レセプタクル部14と、端壁24と、ベーン54までおよびベーン54を含む導管16とを含み、第2のセクションは、空気管34を有する導管16の一部およびマウスピース56を含む。一方、ハウジング14は導管を通る縦方向の平面で分割された2つのセクションで形成されてもよく、2つのセクションは、通常、対称平面に沿って一緒に接合される互いの左右対称形である。それにもかかわらず、説明のために4つのセクションを有する実施形態は図示され、説明される。
【0038】
第1のセクション60は、レセプタクル部14と、端壁24と、アクチュエータ・ノズルアセンブリ26と、導管16の一部を形成し、連結点48で端壁24に接続される略円筒部62とを含む。第1のセクション60はその代わりにその後一緒に接合される複数の部品で形成されてもよいが、第1のセクション60は、有利なことには、1つの部品で一体に形成される。
【0039】
第2のセクション64は、その内径および外径は、第1の略円筒部62の内径および外径に等しい第2の略円筒部66と、第1の円筒部62の下流開放端内に順にはまり込むように減少された直径部68とを含んでいる。この直径部68は、一般に円錐形であり、マウスピース56に対して軸方向にわずかに集中する内部壁70を有する。ベーン54は内部壁70上に取り付けられる。第2のセクション64は、その代わりにその後に接合される多数の部品で形成されてもよいが、好ましくは、1つの部品で一体に形成される。
【0040】
ハウジング12の第3のセクション72は、その内径および外径が第2の略円筒部66の内径および外径に等しい第3の略円筒部74と、第2の略円筒部66の開放下流端内に順にはまり込むように収容される減少された直径円筒部76とを含んでいる。この円筒部76の外径は、これらの部品間で締まりばめするように円筒部66の内径にほぼ等しい。円筒部76の内部面78は、面70と78間の連結点が導管16によって規定された流路に十分な段部を与えないように、円錐形内部壁70の最少直径にほぼ等しい直径を有する。空気管34は、第3の円筒部74の内部面78と内部面80との間の連結点で第3のセクション72の内部面上に取り付けられている。円筒部74を通る孔82は、空気管34の内部通路と係合し、空気管34の入口38と導管16の外部の周囲空気との間を流体連通をする。第3のセクション72は1つの部品で一体に形成されてもよいしあるいは複数の部品で構成し、その後に接合されてもよい。
【0041】
ハウジング12の第4のセクションは、第3の略円筒部74の開放下流端内に順にはまり込むように収容される略円筒部84(導管16の開放端20も規定する)を有するマウスピース56である。この円筒部84は環状フランジ86に取り付けられ、この環状フランジ86は同様に使用者の口に挿入される、減少される直径部58に取り付けられる。円筒部84の外径は、その間を締まりばめするように内部面80の直径にほぼ等しい。
【0042】
ハウジング12は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ABS、ポリカーボネート、あるいはポリアクリエル酸エステルのようなプラスティックで形成される。ハウジング12は射出成形あるいは吹込型のような任意の適当な技術によって製造されてもよい。
【0043】
図3Aは、図3に図示された水平平面の断面図の吸入器10のアクチュエータ・ノズルアセンブリ26aの他の実施形態を示している。アクチュエータ・ノズルアセンブリ26aは、両方共孔28aに流体で接続され、マウスピース56の方向に互いに対して集中する2つの離隔された送出オリフィス30aを含んでいる。したがって、計量された体積の薬剤を孔28aに送出するようにキャニスタ18を押し下げることによって、2つのエアロゾルのプルームはオリフィス対30aから送出される。このプルームは、空気管出口36の上流に集中し、空気管出口36の上流で互いに衝突し、エアロゾルを広げさせ、それによってエアロゾルと大気との混合を助ける。さらに、推進薬の蒸発を高める2つのプルームの衝突はより小さい飛沫の形成を助ける。図示するのを便利にするために、孔28aは、水平方向に細長いものとして示され、オリフィス30は水平面に離隔されているものとして示されていることが分かる。しかしながら、有利なことには、孔28aは、垂直方向に単に延ばされてもよく、オリフィス30aは、2つのプルームの所望の集中を行うために互いに垂直方向に離隔され、互いに対してある角度に置かれる。
【0044】
図4は、吸入器10の細長い空気管34が一対の中空スポークによって導管16に支持されるハブ40aの形のより短い空気管と取り換えられた吸入器10aの他の実施形態を示している。図4において、文字「a」の添字を有する参照符号で識別される部品は、図3の添字のない同一参照符号を有する部品と同様な部品を示しているのに対して、図3および図4の同一参照符号で識別された部品は同一部品を示している。したがって、ハブ40aは空気管34の軸部40と同様であり、スポーク42aは空気管34のラジアル部42と同様である。ハブ40aは、第1の直径の中央空洞88と、第2のより小さい直径の出口通路36aとを含んでいる。出口通路36aは、導管16aと同軸方向にあり、それから外部に流れる空気がノズルオリフィス30の方へ向けられる。スポーク42aの内部通路は、円筒部74aを通る一対の孔82aによって外気と接続される。図4に示された吸入器10aの実施形態では、図3の第2のセクション64と同様なハウジングのセクションが全くない。したがって、ベーン54は吸入器10aから除去された。しかしながら、補助空気出口46は、なお吸入器10aにあり、境界層空気流を導管16aの内部壁に沿って与える。
【0045】
図5および図6は、本発明の原理による吸入器のさらにもう1つの実施形態を示している。図5は、エアロゾルのプルームが使用者から離れた所に向けられるので、このエアロゾルが吸い込まれる前に向きを逆にしなければならない吸入器10を示す、図3と同様な水平断面の概略を示している。図6は、吸入器10bの垂直断面の概略を示している。さらに、同じ部品は同じ参照符号によって示されるのに対して、同じ部品が文字「b」の添字によって示される。吸入器10bは、端壁90によって規定された第1の閉鎖端と、使用者の口に挿入されるように構成されたマウスピース部58bによって定義された第2の開放端とを有する導管16bを規定するハウジング12bを含んでいる。導管16bは、その長さの大部分にわたって第1のより大きい内部断面積を有し、マウスピース部58bで第2のより小さい断面積に狭める。ハウジングは、端壁90とマウスピース部58bとの間の場所で導管16bの中に突き通すレセプタクル部14bをさらに含む。レセプタクル部14bは標準加圧キャニスタ(図示せず)を収容する。レセプタクル部12bは、キャニスタの中空出口軸がアクチュエータ・ノズルアセンブリ26の孔28に挿入できるように、レセプタクル部14bの下部端に配置されたアクチュエータ・ノズルアセンブリ26をさらに含んでいる。アクチュエータ・ノズルアセンブリ26の詳細は図3に関して既に説明された。ノズル送出オリフィス30は、エアロゾルのプルームを端壁90の方へ向けるように指向される。
【0046】
吸入器10bは、導管16bと同軸方向に配置されている内部導管92を含んでいる。内部導管92は、端壁90から間隔をあけられ、端壁90に隣接する開放端94と、端壁90から遠く離れて、アクチュエータ・ノズルアセンブリ26を支持する端壁24bによって規定される閉鎖端96とを有する。この吸入器は、端壁90に取り付けられ、導管16b内に同軸方向に配置されている空気管34bをさらに含んでいる。空気管34bは、部分通路をノズル送出オリフィス30の方へ内部導管92に押し入れる。空気管34bの入口38bは、端壁90を通る孔98によって導管16bの外側の周囲空気に接続されている。空気管34bの出口36bはオリフィス30に対向する関係である。オリフィス30から送出されるエアロゾルは、内部導管92の内部の中に入り、外部導管16bの端壁90の方へ進む。使用者のマウスピース58bを通しての吸入によって、空気は、孔98を通って、空気管34bに入り、出口36bの外にプルームの方へ動く。プルームおよび空気管34bからのエアジェットは衝突し、プルームの速度を減少させ、内部導管92内に広がる。使用者による連続吸入によって、分散エアロゾルは、内部導管92の開放端94を通って出て、次に内部導管92と外部導管16bとの間の空間を通って、そこからマウスピース58bを通って流れるように方向を逆にする。したがって、エアロゾルは、導管16bの長さの一部を2回移動し、それによってマウスピース58bを出る前にこの装置内のエアロゾルの滞留時間が増加する。これは液体推進薬のより完全な蒸発をもたらす。さらに、流れの逆転によって、マウスピースを出るエアロゾルの速度が使用者の吸い込んだ吸気の速度にほぼ等しいことが確実となり、口および喉の中に固着する問題が減少する。
【0047】
図7は、使用者の吸入力に応じておよび使用者の吸入力と同期して、1回の薬剤の投与量を送出するようにキャニスタの自動作動を行う本発明のもう1つの実施形態を示している。吸入器10cは、その内部でエアロゾルプルームが使用者によって吸入されるために形成される導管16cを有するハウジング12cを含んでいる。導管16cは、空気管34および補助空気入口46を含むように示されている。この導管は吸入器10のベーン54も含んでもよい。それとは別に、導管16cは、エアロゾル化薬剤の出口のための開放端を有する簡単な一直線のダクトであってもよい。したがって、導管16cが、後述されるようにハウジング12cでチャンバ162と液体連絡をするように構成されねばならないことを除けば、導管16cの詳細は本発明の呼吸同期特徴の理解に重要でない。
【0048】
ハウジング12cは、導管16cに接続されたレセプタクル部14cを含んでいる。レセプタクル部14cは、導管16cの縦軸に対して斜角に向けられた縦軸108を有する略円筒形のスリーブを備えている。キャニスタ18は、レセプタクル部14cの縦軸と整列されたその縦軸を有し、レセプタクル部14c内にある。レセプタクル部14cとキャニスタ18との間に配置されているのは、内部スリーブ100である。この内部スリーブ100は、キャニスタ18が挿入されてもよい開放上部端102と、キャニスタ18がこのスリーブを通過できないように制限されるが、それにもかかわらず、キャニスタの中空軸19をアクチュエータ・ノズルアセンブリ26の孔28に挿入できる開放下部端104とを有する。より詳細には、下部端104に隣接するキャニスタのキャップ部106に隣接するスリーブ100は、内側に延びるレッジ105を有する。キャニスタ18は、キャニスタの計量弁を作動させるためにキャニスタをアクチュエータ・ノズルアセンブリ26の方へ押し下げることができるように、レセプタクル部14cの縦軸108によって定義された方向に沿って内部スリーブ内で摺動可能である。
【0049】
内部スリーブ100は、キャニスタ18を作動準備されたコック位置に置くために軸108の方向に沿ってレセプタクル部14c内でも摺動可能である。レセプタクル部14cは、その中の2つが内部スリーブ100の外部面から外側に延びる、一対の正反対に対向するラグあるいはカム従動子112を収容する、約90度円周方向に離隔された4つの縦方向のスロット110を有する。それとは別に、レセプタクル部14cは、180度の間隔をあけられ、ラグ112を収容する2つのスロット110だけを有してもよい。したがって、内部スリーブは、レセプタクル部14c内で縦方向に摺動するので、ラグ112はそれぞれのスロット110内で縦方向に摺動する。
【0050】
吸入器は、レセプタクル部14cの外側にわたって取り付ける略円筒形のカムリング114を含んでいる。カムリング114は、使用者の手でカムリング114をつかむのを容易にするために、ハウジングの外面を越えて外側に延びるその下部端で環状フランジ116を有する。リング114の内部面118は、縦方向にカムリング114の開放上部端122まで上方へ延びる、約180度離れてその中に形成された一対の円周方向に延びる凹部あるいはカムトラック120を有する。各カムトラック120は、スロット110を通って内部スリーブ100から外側に突き出るラグ112の中の1つと対面する関係の略螺旋面124を示している。したがって、各ラグ112がそれぞれのカムトラック120の最下部(すなわち、カムリング114の上部端122から最遠であるカムトラック120のこの部分)と接触している位置でカムリング114を始動すると、カムトラック120によって定義された弧を通るカムリング114の回転によって、ラグ112は、螺旋面124に沿って進み、それによって上部端122の方へ縦方向に内部スリーブ100を進める。
【0051】
内部スリーブ100のこの上方の運動はレッジ105によって上方にキャニスタ18を引き出す。キャニスタ18のこの上方運動を阻止するのは圧縮スプリング126である。このスプリング126は、レセプタクル部14cの上部端130およびカムリング114の上部端122を囲み、ハウジングにキャニスタ18を完全に取り囲む、取り外しできるエンドキャップ128の内部面に取り付けられる。エンドキャップ128がこのように設置される場合、スプリング126は、キャニスタ18の端部に対して耐え、アクチュエータおよびノズルアセンブリ26の方へキャニスタを下方に片寄らせる。キャニスタ18の下方の運動を妨害するものが何もない場合、送出軸19が、計量された体積のキャニスタの中身を送出するように完全に押し下げられるまで、スプリング126はキャニスタを下方に移動させる。しかしながら、吸入器10cは、キャニスタに係合し、この下方の運動を防止する機構を含む。この機構は、使用者の吸入中にキャニスタから離合するように導管16cの開放端に加えられた使用者の吸入力に応じて、スプリング126はキャニスタをその送出位置に移動させることができる。
【0052】
この目的のために、吸入器10cは、略縦軸108に垂直な軸134に沿ってキャニスタ18に対して移動可能であるピストンアセンブリ132を含んでいる。ピストンアセンブリ132は、軸134と同軸方向にそれを通って中心に延び、円形ディスク136の両側から外側に突き出る、シャフト138を有する円形ディスク136を含んでいる。キャニスタから遠く離れているディスク136の側面から突き出るシャフト138の第1の部分140はハウジングの壁144の凹部142に係合し、この凹部142は軸134に沿ってピストンアセンブリ132の運動を案内する。キャニスタに面するディスク136の側面から突き出るシャフト138の第2の部分146は、レセプタクル部14cの開口148を通って延び、拡大されたヘッド端150で境界をなす。圧縮スプリング152は、レセプタクル部14cのヘッド端150と壁との間で閉じ込められ、ピストンアセンブリ132をキャニスタ18の方へ片寄らせる。
【0053】
分岐したトリガ154はヘッド端150に取り付けられる。このトリガ154は、軸134の方向に沿ってレセプタクル部14cのほぼ縦軸108まで延びる2つの離隔された平行プロング156(図8)を有する。このプロング156は、図8に概略が示されるように、排出軸19が突き出るキャニスタネック158の直径よりもわずかに小さい直径Dだけ離隔されている。したがって、ピストンアセンブリ132がキャニスタ18の方へ完全に延ばされた場合、キャニスタネック158は、図8の陰影領域によって示されるように、プロング156の内部エッジ部160に接触する。しかしながら、ピストンアセンブリ132が軸134に沿ってキャニスタ18から離れた所に引き出された場合、キャニスタネック158は、キャニスタ18のアクチュエータ26の方への動きを可能にするようにプロング156を通過する。プロング156は、キャニスタの方へ軸134に沿った方向にキャニスタネック158から離れた所に緩やかに傾斜する部分157を含む。この部分157は、トリガ154のキャニスタネック158からの離合に必要な力量を減らす。
【0054】
キャニスタからの離れた方向へのピストンアセンブリ132の動きは、ハウジング内の可変容積チャンバ162内の気圧に応動する。このチャンバ162は、ディスク136、ハウジング壁144、およびディスク136を壁144にほぼ気密に接続する可撓性ダイヤフラム164によって定義される。有利なことには、このダイヤフラム164は、キャニスタ18に面するディスク136の側面によりかかる円形部166と、円形部166の外縁から垂下し、ハウジング壁144に取り付けるスカート168とを含んでいる。さらに有利なことには、ハウジング壁144は、ハウジングの取り外し可能カバー170を含み、スカート168のエッジは、カバー170とハウジングの残りとの間に挟まれることによってハウジングに取り付けられる。ダイヤフラム164の円形部166は、それを通してシャフト138が延び、シャフト138を密に囲み、その間をほぼ気密にする中心穴を含んでいる。
【0055】
取り外し可能カバー170は、ハウジングの側壁176に形成された通路174と整列するディスク136に面する凹部172を含んでいる。この通路174は、導管16cの開放端20cの方へ延びる。導管16cは、少なくとも2つの部分、すなわち、側壁176を含み、それを通してノズルオリフィス30が延びる端部24cに接続されている第1の略円筒部62cおよび空気管34を含み、第1の円筒部62cに接続する第2の略円筒部74cに形成される。通路174は、第2の円筒部74cに接続する第1の円筒部62cの端部で終わる。第2の円筒部74cの側壁180を通る通路178は、通路174と流体で接続され、通路174の拡張部を形成する。この通路178は空気管34の内部通路182の中に延びる。ベンチュリ184は空気管通路182に挿入される。ベンチュリ184は、制限された部分あるいはスロート186を含んでいる。空気通路188は、スロート186の近傍でベンチュリ壁を通って延びる。ベンチュリ184は、これらの空気通路188が通路178と整列するように通路182に配置される。したがって、ベンチュリスロート186と可変容積チャンバ162との間は、空気通路188、第2の円筒部74aの通路178、第1の円筒部62cの通路174、およびカバー170の凹部172によって流体連通している。
【0056】
したがって、使用者が導管16cの開放端20cの通して吸入する場合、空気は導管16cの外部から空気管34を通って導管16cの主空気通路の中に吸い込まれることが分かる。この空気は、ベンチュリ184を通って流れなければないので、大気以下の気圧はベンチュリスロート186に存在する。大気以下の気圧はチャンバ162に連通される。その結果、チャンバ162の壁は、チャンバ162の外部の大気圧とチャンバ162内部の大気圧の以下の気圧との圧力差に比例する力を受ける。その結果として、チャンバ162内の空気は、チャンバ162から凹部172を通って、通路174および178を通って、通路188を通って、ベンチュリスロート186の中に、それから空気管34を通って導管16cの主空気通路の中に真空排出し始める。
【0057】
使用者は導管16cを通して吸入し続けるので、チャンバ162からの空気の真空排気は、チャンバ162の体積を減少させ、その結果、ディスク136およびシャフト138は、スプリング152の力に逆らって壁144の方へ移動し始める。したがって、トリガ154は、キャニスタネック158からプロング156を離合するように移動し始める。体積の減少がプロング156をネック158から全体的に離合するのに十分な程度遠くにトリガ154を移動させるのに十分である場合、アクチュエータ26の方へのキャニスタ18の動きはもはや妨害されず、スプリング126の力は、キャニスタの計量弁が作動するようにキャニスタを下方へ移動させる。それによって、計量されたエアロゾル化薬剤の服用量は、ノズルオリフィス30から使用者による吸入のための導管16cに排出される。
【0058】
吸入器10cが薬剤の服用量を投薬するように作動された後、吸入器10cは、再び排出することができるようにように再び上向きにされなければならない。この目的のために、使用者は、リング114をしっかりとつかみ、カムトラック120によって定義された弧によってハウジング12cに対してこのリングを回転させる。これによって、内部スリーブ100およびキャニスタ18は、スプリング126の力に対して上方へ持ち上げられる。トリガ154がキャニスタネック158を通過できるのに十分な程度上方にキャニスタ18が持ち上げられる場合、トリガ154がもう一度完全に延ばされた位置にあり、キャニスタネック158を係合するように、スプリング152は、トリガ154をキャニスタ18の方へ付勢する。したがって、使用者は、カムリング114を回転させ、その開始位置まで戻し、キャニスタ18を下げ、それによってキャニスタネック158はトリガ154のプロング156に当たって固定する。それから、吸入器10cは再び使用する準備ができる。
【0059】
前述の呼吸同期機能は、薬剤の排出が使用者の吸入力に自動的に応動する吸入器を提供するので、使用者はキャニスタの手動押下と呼吸とを注意深く調整する必要がないということが分かる。さらに、薬剤の排出は、使用者がこの装置の開放端で吸入し始めるときに直ぐに生じないが、チャンバ162の体積が、作動させるのに十分な程度減少するまで、むしろ幾分遅延される。呼吸の開始と動作の開始との間の時間遅延度は多数の要因によって決まることも分かる。薬剤の排出はキャニスタ18の所定の最少移動を必要とし、排出軸19を完全に押下させ、移動距離は、チャンバにわたる圧力差×ばね定数で割られたその断面積に比例するので、主要因は、チャンバ162の断面積およびスプリング152のばね定数である。したがって、吸入器10cは、使用者の吸入のピーク近くでキャニスタ18の作動を行うようにこれらの要因の適切な選択で構成されてもよい。
【0060】
さらに、吸入器10cは、吸入のピーク近くで、すなわち、使用者が完全吸入で最終的に吸入する体積の50パーセントが吸い込まれる点近くで薬剤を排出するために使用者の吸入速度に自動的に調整するキャニスタ18の呼吸応答作動をする。例えば、通常の肺機能を有する使用者が開放端20cを通して速く吸入する場合、空気は、比較的短い時間に作動を行うようにより急速にチャンバ162から吸い出される。逆に、損なわれた肺機能を有する使用者が開放端20cを通してゆっくりと吸入する場合、空気は、比較的長い時間に作動を行うためにチャンバ162からよりゆっくりと吸い出される。
【0061】
吸入器10cは、ハウジング12cを通して通路174に延び、通路174内で制限を形成する調整ねじ190をさらに含む。ねじ190を一方向に回すことによって、ねじ190は、通路174の中にさらに遠くへ延び、制限を増加させ、ねじ190を反対方向へ回すことによって、ねじは絞りを減少させるように引っ込む。したがって、特定の患者の吸入に関するキャニスタ18の作動のタイミングはねじ190を調整することによって変えられてもよい。ねじ位置を変えることは、導管16cの開放端20cの外側への所与の流量で、可変容積チャンバ162の壁の両端間に圧力差の変動を生じる。したがって、導管16cの開放端の外側への所与の流量の場合、通路174の絞りを増加させるようにネジ190を回すことは、作動させるのに十分な程度チャンバ162を吸い出されるのに必要な時間を増加させるのに対して、絞りを減少させるようにねじ190を回すことはこのような期間を減少させる。
【0062】
図9は、排出の自動吸入動作のための機能を有する吸入器のもう一つの実施形態のサブアセンブリを示す。この実施形態では、分岐トリガ154は取り除かれ、ダイヤフラムピストンアセンブリ132は、ハウジングの固定壁202(図示せず)とキャニスタネック158との間に配置される弾性の圧縮性のベロー200と取り換えられる。このベロー200そのものは、キャニスタを非作動位置に保持する抑制力の役目を果たし、ベローは、気圧によって圧縮され、キャニスタが排出位置に移動できる位置になる。
【0063】
ベロー200は、有利なことには、ステンレス鋼で作られ、キャニスタネック158に隣接する端部にブラインド端壁204を有し、この端壁204は蛇腹状に折られた側壁206と一体に形成される。ベロー200は、ハウジング壁202に隣接した端部に第2の端壁208を有し、端壁208は側壁206とも一体に形成される。第2の端壁208は、ベロー200の内部に空気通路を生じさせる管あるいは針210によって貫通される。この針210は、有利なことには、皮下注射針と同様なステンレス鋼管であり、溶接あるいは他の適当な技術によって一端で端壁208に一体に張り付けられる。針210が延びる自由端212は、補助管213を介してベンチュリ216のスロート214に取り付けられる。ベンチュリ216は、空気を吸入器ハウジングの外側から吸い込まれる入口端220からノズル排出オリフィス30の反対側の導管(図示せず)内に配置されている出口端222に延びる管218内に配置されている。管218およびベンチュリ216もステンレス鋼で形成されてもよい。
【0064】
支持/取り外しプラットホーム224はベロー200のブラインド端壁204に取り付けられる。支持/取り外しプラットホーム224は、静止位置、すなわち準備位置から排出位置に移動する際にキャニスタによって行われる運動範囲中にキャニスタネック158に接触する。ベロー200は、支持/取り外しプラットホーム224を介して、ばね力をキャニスタネック158に加える。ベロー200の力はアクチュエータ26から離れた所にキャニスタネック158を移動させる傾向がある方向に作用する。さらに、周知であるように、キャニスタ18は、キャニスタ18をアクチュエータ26から離れた所に移動する傾向がある方向にキャニスタ本体と中空出口軸19との間に作用する内部スプリング(図示せず)を含んでいる。ベロー200によって加えられたばね力および内部スプリングによって加えられた力の合計がスプリング126(図7)によって加えられた力よりもわずかに大きいように、ベロー200のばね定数は選択される。このスプリング126は、キャニスタ18をアクチュエータ26の方へその排出位置に移動させる傾向がある方向にキャニスタ18の端部に力を加える。したがって、静止状態で、ベロー200の内外の両方に作用する大気圧の場合、ベロー200および内部スプリングは、スプリング126の力を抑え、それによってキャニスタ18を、それからの薬剤の排出を防止する準備位置に保持する。
【0065】
しかしながら、使用者が吸入器の出口(図示せず)を通して吸入する場合、空気は、ベンチュリ216のスロート214内で低圧を形成する吸入器10cに関して前述されるように、管218を通して吸い込まれる。この低圧は、補助管213および針210を介してベロー200の内部に伝えられる。結果として、ベロー200内の圧力は、ベロー200の外部を囲む大気圧よりも小さく、したがって、ハウジング壁202の方への方向にブラインド端壁204に加えられる空気圧力がある。空気圧力およびスプリング126の力の合計は、ベロー200および内部スプリングによって加えられたばね力を超え、ベロー200のブラインド端部204をハウジング壁202の方へ圧縮する。スプリング126によりキャニスタ18に加えられた力によって、キャニスタは端壁204に従う。ベロー200からの空気の連続真空排気の場合、キャニスタ18はその排出位置に移動される。一旦使用者が自分の吸入を完了し、ベンチュリ216を通る空気流が止まると、気圧はベロー200内外で再び等しくされ、ベロー200はその開始位置に戻り、ベロー200および内部スプリングは、キャニスタ18をスプリング126の力に逆らって上方へ戻し、準備位置に押し込む。したがって、図9に示された呼吸作動システムの場合、別個のコックシステムに対する要求は全くない。
【0066】
ベロー200は、好ましくは、約1ポンド/インチ〜約12ポンド/インチのばね定数および約0.2〜約0.75平方インチの断面積を有する。したがって、ベロー200にわたる約1ポンド/平方インチの圧力差は、約0.010インチ〜約0.080インチの量だけベロー200を圧縮するのに十分である。標準キャニスタ18の場合、約0.010インチだけの相対運動は、排出させるために排出軸19とキャニスタ本体との間に必要である。したがって、ベンチュリ216は、約1ポンド/平方インチのスロート214内のゲージ圧を形成するような大きさにされねばならない。
【0067】
本発明は様々な実施形態の説明によって示され、これらの実施形態はかなり詳細に説明されているが、添付された請求の範囲をこのような詳細に制限するかあるいは任意の方法でこれに限定することは出願人の意図ではない。付加的長所および修正は当業者に容易に明らかである。例えば、図示され、説明される吸入器は、導管壁を通る通路を介して周囲空気と連通するベンチュリ入口を有し、ベンチュリ入口は、その代わりに端壁24の補助空気入口46の中の1つを通してあるいは吸入器導管によって定義された主空気通路の外側にベンチュリ入口を有するいかなる装置を通しても空気を吸い込む。さらに、図8のステンレス鋼ベロー200は、有利なことには、図7に示された吸入器構造で使用されてもよく、ベロー200はピストンアセンブリ132と置換し、ベロー200のブラインド端壁204は分岐トリガ154に取り付けられ、スプリング152はベロー200の弾力によって除去される。したがって、そのより広い局面の本発明は特定の細部、代表的な装置および方法、および図示され説明された例証的な例に限定されない。したがって、出願人の一般的な発明の概念の精神あるいは範囲を逸脱しないでこのような詳細からの逸脱を行ってもよい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
薬剤を含有するエアロゾルキャニスタと、キャニスタを支持し、使用者の口に挿入されるよう適合される開放端を有する導管を規定するハウジングと、キャニスタに接続され、導管内に配設される出口オリフィスを有するエアロゾルノズルとを有する吸入器において、導管の開放端を介して薬剤の1回分の投与量を分散エアロゾルとして送出するための方法であって、
薬剤の1回の投与量をノズルの出口オリフィスから排出して、エアロゾル化薬剤のプルームを導管内に方向付けする工程と、
少なくとも排出工程中に、プルームに衝突するようにプルームの方向にほぼ反対に方向付けられ、使用者によって導管の開放端に与えられる吸入の試みにより形成される空気ジェットを形成するように、導管内で支持される管を介して、導管の外側から周囲空気を方向付ける工程とを備える方法。
【請求項2】
排出工程は、ほぼ導管の開放端に向かう方向にプルームを排出する工程を備え、方向付ける工程は、導管の開放端からほぼ離間する方向に沿って、空気ジェットを方向付けることからなる請求項1に記載の方法。
【請求項3】
排出工程は、導管の開放端からほぼ離間する方向にプルームを排出する工程を備え、方向付ける工程は、ほぼ導管の開放端に向かう方向に沿って、空気ジェットを方向付けることからなる請求項1に記載の方法。
【請求項4】
排出工程は、導管の開放端で行われる吸入の試みのとき、導管を通る気流のほとんどすべてが管から吸気されるよう、薬剤の投与量を、開放端と反対の実質的な閉鎖端を有する導管内に排出することからなる請求項1に記載の方法。
【請求項5】
排出工程は、薬剤の該投与量を、開放端と反対の実質的な閉鎖端と、実質的な閉鎖端と開放端との間に延出する内壁とを有する導管内に排出することからなり、この方法はさらに
導管の実質的な閉鎖端に形成される補助空気入口を介して、導管の実質的な閉鎖端と内壁への薬剤の付着を減少させるのに役立つ補助空気流を、導管内に付与する工程を備える請求項1に記載の方法。
【請求項6】
薬剤の内壁への付着を減らすように導管の内壁に沿って、使用者が導管の開放端に与える吸入の試みによって形成される補助空気流を付与する工程をさらに備える請求項1に記載の方法。
【請求項7】
付与する工程は、ほぼ導管の開放端に向かう方向に、導管の内壁に沿って補助空気流を付与することからなる請求項6に記載の方法。
【請求項8】
乱流と渦を補助空気流に与える工程をさらに備える請求項7に記載の方法。
【請求項9】
与える工程は、導管の内壁に位置する渦発生器を覆って補助空気流を吸気することからなる請求項8に記載の方法。
【請求項10】
付与する工程は、渦発生器の上流側の導管の内壁に隣接する導管の内部に延びる複数の補助通気通路を介して空気を吸気することからなる請求項9に記載の方法。
【請求項11】
方向付ける工程は、空気ジェットを実質的にプルームの方向と反対に空気ジェットを方向付けることからなる請求項1に記載の方法。
【請求項12】
方向付ける工程は、空気ジェットをプルームと反対の鈍角に方向付けることからなる請求項1に記載の方法。
【請求項13】
薬剤を含有するエアロゾルキャニスタと、キャニスタを支持して、使用者の口に挿入されるよう適合される開放端を持つ導管を規定するハウジングと、キャニスタに接続され、導管内に配設される出口オリフィスを有するエアロゾルノズルとを有するエアロゾル流制御装置における、導管の開放端を介して薬剤の1回の投与量を分散エアロゾルとして送出する方法であって、
薬剤の1回の投与量を出口オリフィスから排出して、ほぼ導管の開放端に向かって方向付けられたエアロゾル化薬剤のプルームを形成する工程と、
少なくとも排出工程中に、プルーム上に衝突するようにプルームの方向と実質的に反対に、使用者が導管の開放端に与える吸入の試みによって形成される空気ジェットを方向付ける工程とを備える方法。
【請求項14】
方向付ける工程は、導管内の出口と、導管の外部で周囲空気と流体連通する入口とを持つ管を介して空気を方向付け、これによって導管の開放端に与えられる吸入の試みによって、空気が管の入口に流入して出口から流出される請求項13に記載の方法。
【請求項15】
長さ方向に延びる内壁と、使用者の口に挿入されるよう適合された開放端と、開放端から離れた実質的な閉鎖端とを持つ導管を規定するハウジングと、ハウジング内で支持され、エアロゾル化薬剤の1回の投与量を導管に分与するように構成された薬剤ディスペンサとを有したエアロゾル流制御装置において、導管の開放端を介して薬剤の1回の投与量を分散エアロゾルとして送出する方法であって、
薬剤の1回の投与量を薬剤ディスペンサから排出して、導管内にエアロゾル化薬剤のプルームを形成する工程と、
少なくとも排出工程中に、導管の開放端に与えられる吸入の試みによって導管の内壁に沿って、導管の実質的な閉鎖端を介して形成される複数の空気入口を介して、したがって内壁に取り付けられる複数の渦発生器を覆って吸気される補助空気流を与え、これによって乱流境界層流が導管の内壁に沿って形成され、薬剤への衝突と付着を減らすようにする工程とを備える送出方法。
【請求項16】
エアロゾル流制御装置であって、
使用者の口に挿入されるよう適合される開放端と、開放端から離れた実質的な閉鎖端と、開放端と閉鎖端の間に縦方向に延びる内壁とを有する導管を含むハウジングと、
ハウジング内で支持され、エアロゾル化薬剤の1回の投与量を導管内に分与するよう適合される薬剤ディスペンサと、
内壁に隣接する導管の実質的な閉鎖端を通って形成される複数の空気入口と、
空気入口下流の内壁に取り付けられる複数の渦発生器とを備え、
これによって導管の開放端に与えられる吸入の試みで、空気が空気入口を介して渦発生器を覆って吸気され、それにより乱流境界層流が、導管の内壁に沿って作られ、薬剤の衝突と付着を減少させるエアロゾル流制御装置。
【請求項17】
薬剤ディスペンサが、薬剤を含有する加圧キャニスタを有し、ハウジングが、キャニスタの中空排出軸を受け取るよう適合され、エアロゾル化薬剤を導管内に排出するために配設されるノズル排出オリフィスを持つアクチュエータ・ノズルアセンブリを備える請求項16に記載の方法。
【請求項18】
導管内に支持され、ノズル排出オリフィスと反対に配置される出口と、導管の外側の周囲空気と流体連通をする入口とを持つ空気管を更に備え、導管の開放端に吸入の試みが与えられると、空気が空気管入口に流入して空気管出口から流出し、ノズル排出オリフィスを介してキャニスタから排出されるエアロゾル化薬剤のプルームに衝突させるために、空気管の出口から流出する空気を方向付けるように空気管が向けられている請求項17に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項19】
薬剤を収容する加圧キャニスタとともに用いられるように適合される吸入器装置であって、
加圧キャニスタを支持するように適合され、開放端を持つ略管状の導管を含み、キャニスタの中空出口軸を受け取るよう適合される孔と、孔と流体連通してエアロゾル化薬剤のプルームを導管内に方向付けするよう位置付けされるノズル放出オリフィスとを有したアクチュエータ・ノズルアセンブリをさらに含むハウジングと、
導管内で支持され、ノズル放出オリフィスの反対に配置される出口と、導管の外側の周囲空気と流体連通する入口とを有する空気管であって、ノズル放出オリフィスを介してキャニスタから放出されるエアロゾル化薬剤のプルームに衝突するように、空気管出口から流出する空気を方向付けるよう向けられる空気管とを備え、
これによって、導管の開放端に吸入の試みが与えられると、空気が空気管入口に流入して、空気管出口から流出し、プルームに衝突して、それによって導管内の薬剤の分散と混合を向上させる吸入装置。
【請求項20】
アクチュエータ・ノズルアセンブリが、薬剤のプルームをほぼ導管の開口端に向けて方向付けするように導管内に配置され、空気管が、空気管から流れる空気が導管の開放端から離すように方向付けするように位置付けられる請求項19に記載の吸入装置。
【請求項21】
空気管が、導管の壁に接続される少なくとも1つの部材によって導管内に支持され、該部材が、導管の外側の周囲空気を空気管入口に接続する内部空気通路を持つ請求項20に記載の吸入装置。
【請求項22】
導管が略円筒形であり、開放端から離れた導管の実質的な閉鎖端を規定する端壁を含み、アクチュエータ・ノズルアセンブリが、端部壁の略中央に配置されるノズル排出オリフィスを備える端壁に支持され、空気管は導管の縦軸と約90度から約180度の角度をなす縦軸を有している請求項21に記載の吸入装置。
【請求項23】
端壁を介して延び略円筒形の内壁に隣接する導管内に開口する複数の補助空気入口と、補助空気入口の下流側の内壁に取り付けられる複数の渦発生器とをさらに備え、補助空気入口と渦発生器が、吸入の試みが導管の開放端に与えられると、内壁に沿って乱流境界層空気流を形成するように協動する請求項22に記載の吸入装置。
【請求項24】
アクチュエータ・ノズルアセンブリは、導管の開放端からほぼ離れるように薬剤のプルームを方向付けるように導管内に配置され、空気管が、空気管から流れる空気を導管のほぼ開放端に向けて方向付けるように位置付けられる請求項19に記載の吸入装置。
【請求項25】
導管が、開放端から離れた導管の実質的な閉鎖端を規定する端壁を含み、空気管が端壁上に支持され、空気管の入口が導管の外側の周囲空気に端壁を介して延出する通路と流体連通している請求項24に記載の吸入装置。
【請求項26】
エアロゾル流制御装置であって、
内壁と開放端とを持つ略管状の導管を含むハウジングと、
ハウジング内に配置され、エアロゾル化薬剤の1回の投与量を導管内に分与するよう適合される薬剤ディスペンサアセンブリと、
導管の内壁に取り付けられ、空気流が導管の開放端を介して形成されると、導管の内壁に沿って乱流空気流を形成する複数の渦発生器とを備えるエアロゾル流制御装置。
【請求項27】
導管が、開放端から離れた端壁によって規定される実質的な閉鎖端を含み、端壁が導管の外側の周囲空気と流体連通して、渦発生器の上流側の内壁に隣接する導管内に開口する複数の補助空気入口を含み、補助空気入口と渦発生器が、導管の内面に沿って乱流境界層流を形成するように協動する請求項26に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項28】
薬剤ディスペンサアセンブリが、薬剤の加圧キャニスタと、アクチュエータと、キャニスタの中空出口軸を受けるよう適合される孔を含むノズルアセンブリと、孔と流体連通して、エアロゾル化薬剤のプルームを導管内に方向付けするように配置されるノズル排出オリフィスとを備える請求項27に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項29】
渦発生器が、導管の内壁に取り付けられ、導管の縦軸によって規定される方向に角度を持って向けられているベーンを備えている請求項28に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項30】
端壁が、導管の開放端から最も離れた端壁の部分を形成する端壁の頂端を持つ、略円錐形または半球形であり、ノズル排出オリフィスが、頂端に配置され、補助空気入口が、導管の端壁と内壁との間の接合点に隣接配置されている請求項29に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項31】
アクチュエータ・ノズルアセンブリが、孔と流体連通する第2のノズル排出オリフィスを含み、2つのノズル排出オリフィスが、エアロゾル化薬剤の分散と混合を促進するように、導管内でオリフィスから排出されるプルームを互いに衝突させるように、互いに対して離間し、角度をつけて向けられている請求項30に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項32】
使用者の吸入の試みに応答して薬剤を自動排出するエアロゾル流制御装置であって、
キャニスタ本体と、薬剤の排出が防止される非動作位置と薬剤が排出軸を介して排出される動作位置との間で、キャニスタ本体に対して移動可能な中空排出軸とを含む薬剤の加圧キャニスタと、
キャニスタを支持して、排出軸が非動作位置にある第1の位置と排出軸が動作位置にある第2の位置との間でのキャニスタの移動を許可するよう適合されるハウジングであって、さらに使用者が吸入できる出口を含む第1の空気通路を規定するハウジングと、
ハウジング内に支持され、ハウジングに対して移動可能な壁を含み、内に可変容量チャンバを規定する可変容量装置と、
可変容量装置の可動壁に固定され、キャニスタが第1の位置にありキャニスタ本体と排出軸との間の相対的な移動が防止される静止位置から、キャニスタが第2の位置に自由に移動できる排出位置まで、可動壁とともに移動可能なキャニスタ抑制手段と、
キャニスタ抑制手段が排出位置内に移動すると、キャニスタを第2の位置に付勢する弾性部材と、
第1の空気通路と流体連通し、それによって出口を介した使用者の吸入で、空気がチャンバから蒸発し、それによって可動壁がキャニスタ抑制手段を排出位置内に移動させる可変容量チャンバとを備えるエアロゾル流制御装置。
【請求項33】
ハウジング内で第1の空気通路と第1の空気通路の外側の周囲空気との間に延出し、スロートを有するベンチュリを含む第2の空気通路をさらに備え、可変容量チャンバがスロートと流体連通して、これによって出口に与えられる吸入の試みによって、空気がベンチュリのスロートを通って吸気され、それにより可変容量チャンバと連通するスロート内で低圧を形成し、低圧により、キャニスタ抑制手段が排出位置内に移動するように、空気がチャンバから蒸発する請求項32に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項34】
ベンチュリスロートが、ハウジング内で第3の空気通路によりチャンバと接続され、装置はさらに、選択的に配置され、第1の空気通路を通る所定の流量で第3の空気通路を通る流量を選択的に変化させ、これによって、使用者の吸入周期に対して薬剤排出タイミングを変化するような調節装置を備える請求項33に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項35】
可変容量装置が、可撓ダイアフラムによってハウジングの壁に密封して接続されるピストンを備え、キャニスタ抑制手段が、ピストンに取り付けられ、キャニスタが第2の位置に移動するのを防ぐように、静止位置では第1と第2の位置の間でキャニスタによって移動させる経路内に導入される部材を含み、可変容量装置のチャンバの内部から空気が蒸発することにより、ピストンはハウジングの壁に向かって移動し、それにより部材をキャニスタが第2の位置に移動できる排出位置内に引き込ませる請求項32に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項36】
ハウジングが、キャニスタを受け取る主要本体部と、排出軸を持つ端部とは反対のキャニスタの端部を覆い、主要本体部と係合して不注意に外れるのを防止されるエンドキャップとを備え、弾性部材が、エンドキャップが主要本体部と係合するとき、エンドキャップの内面とキャニスタとの間に、キャニスタに支持されるような圧力ばねを備える請求項32に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項37】
主要本体部が、縦軸を有し、キャニスタが存在する略円筒形の凹部を規定する略円筒形のレセプタクルを含み、装置は、
レセプタクル内でキャニスタを囲む内側スリーブであって、内側スリーブとキャニスタが、ユニットとして縦軸に沿ってレセプタクル内を摺動可能であり、レセプタクル内のスロットを介して外面から外側に延出する少なくとも1つのピンをさらに備える内側スリーブと、
レセプタクルを囲み、少なくとも1つのピンに係合する表面を持つコッキングリングであって、内側スリーブとキャニスタを上方に引っ張り、それによってキャニスタを、キャニスタ抑制手段が静止位置内に移動できるコック位置内に移動するように、エンドキャップに向かう縦軸によって規定される方向にピンを移動させ、これによって装置が使用者の吸入の試みに応答して作動する準備をするように、レセプタクルに対して移動可能なコッキングリングと、を備えるコッキング装置をさらに備える請求項35に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項38】
可変容量装置は、弾性的に圧縮可能なベローを備え、ベローが、キャニスタネックとキャニスタネックに対面するハウジングの壁との間に配設され、可動壁がベローの端壁であり、キャニスタ抑制手段が端壁に固定されキャニスタネックと接触し、ベローが、キャニスタが第1の位置から第2の位置へ移動する方向と実質的に平行な方向にハウジングの壁に向かって圧縮可能であり、ベローが、キャニスタを第1の位置に対して付勢しようとするキャニスタにばね力を印加するように適合され、使用者がハウジングの出口を介して吸入するとき、ベローの外側の大気圧とベローの内側の低圧との差によってベローの端壁に印加される圧力が、所定量を超えるように選択される所定量だけ、ばね力が弾性部材によってキャニスタに印加される力を超え、これにより、端壁がベローをハウジング壁に向かって圧縮し、キャニスタが弾性部材によって第2の位置に移動するように、排出位置内にキャニスタ抑制手段を移動する請求項32に記載のエアロゾル流制御装置。
【請求項39】
キャニスタ本体と、薬剤排出が防止される非動作位置と薬剤が出口軸を介して排出される動作位置との間でキャニスタ本体に対して移動可能な中空出口軸と有し、中空軸が非動作位置にある第1の位置と中空軸が動作位置にある第2の位置との間で装置内で移動可能な薬剤含有キャニスタを収容し、使用者が吸入できる出口を持つ第1の空気通路を規定するハウジングを含むエアロゾル送出装置において、キャニスタからの薬剤の排出と、出口を介した使用者の吸入の試みを同期させる方法であって、
キャニスタを第1の位置に配置する工程と、
キャニスタが第2の位置に移動するのを防止する工程であって、前記移動を防止するためにキャニスタに係合して、ハウジング内に配置され内部の空気チャンバを規定する可変容量装置内の周囲空気圧未満の圧力に応答して移動可能で、空気チャンバの体積が所定量減少すると、第2の位置内にキャニスタを移動できるように移動可能なキャニスタ抑制手段によって防止する工程と、
キャニスタを第2の位置に向かって付勢する工程と、
使用者が出口を介して吸入すると、ハウジング内に配置され、第1の空気通路から第1の空気通路の外側の周囲空気に延出する第2の空気通路を介して空気を吸気する工程と、
少なくとも排出工程中に、周囲空気圧未満の圧力を空気チャンバに伝達し、それによってチャンバの体積を減少させ、これによってチャンバ体積が所定量の減少になると、薬剤を排出するために第2の位置内にキャニスタを移動できるようにキャニスタ抑制手段を移動させる、第2の空気通路と空気チャンバとの間の流体連通を付与する工程とを備える方法。
【請求項40】
付与する工程は、第2の空気通路のスロート部と可変体積チャンバとの間でその間から空気が蒸発するように流体連通を付与することからなり、空気が第2の空気通路を流れると、スロート部内の空気圧が第2の空気通路のそれ以外の部分の空気圧より低くなるように、第2の空気通路のそれ以外の部分に対して減少した流路断面積をスロート部が有する請求項39に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図3A】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−189194(P2011−189194A)
【公開日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−146003(P2011−146003)
【出願日】平成23年6月30日(2011.6.30)
【分割の表示】特願2009−92696(P2009−92696)の分割
【原出願日】平成10年10月15日(1998.10.15)
【出願人】(500176610)システミツク・パルマナリイ・デリバリー・リミテツド (4)