流体要素を有する毛細管システム
エーロゾル発生システムは、液体製剤が毛細通路内で少なくとも部分的に気化し、毛細通路から排出されてエーロゾルを形成するエーロゾル発生器を有する。エーロゾル発生システムは、エーロゾル発生器（９０）に液体製剤を供給するようになったポンプユニット（５０）と、ポンプユニットとエーロゾル発生器の毛細通路との間に位置し、液体製剤がエーロゾル発生器の毛細通路に入る時に液体製剤の圧力を増加させる流体要素（１００）とを含む。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
毛細管エーロゾル技術及び毛細管エーロゾル発生器は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれているＵＳ５、７４３、２５１に説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】ＵＳ５、７４３、２５１
【特許文献２】米国特許出願第２００５０２３５９９１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一実施形態によれば、エーロゾル発生システムは、液体製剤が毛細通路内で少なくとも部分的に気化し、毛細通路からから排出されてエーロゾルを形成するエーロゾル発生器と、エーロゾル発生器の毛細通路に液体製剤を供給するようになったポンプユニットと、ポンプユニットとエーロゾル発生器の毛細通路との間に位置し、液体製剤が毛細通路に入る時に液体製剤の圧力を増加させる流体要素とを含む。
更に別の実施形態によれば、エーロゾルを生成する方法は、毛細通路への入口での液体の圧力が少なくとも７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ（毎平方インチポンド））になるように、加熱された毛細通路に２０μｌ／ｓ（毎秒マイクロリットル）の流量で液体材料を供給する段階と、加熱された毛細管を用いてエーロゾルを発生させる段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】開放位置の加熱器ブロックを有する一実施形態によるエーロゾル発生システムの斜視図である。
【図２】閉鎖位置の加熱器ブロックを有する図１のエーロゾル発生システムの斜視図である。
【図３】図１のエーロゾル発生システムの使い捨てアセンブリの斜視図である。
【図４】図３の使い捨てアセンブリの側面図である。
【図５】実施形態によるバルブアセンブリ及び流体要素の概略図である。
【図６Ａ】実施形態による図１のエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の斜視図である。
【図６Ｂ】実施形態による流体要素の断面図である。
【図７Ａ】実施形態による時間に対するシステム内の背圧を示す線形流体要素の図表である。
【図７Ｂ】流体要素がない場合の時間に対するシステム内の背圧を示す図表である。
【図８】流体要素がある場合とない場合における製剤の粒子サイズを比較する表である。
【図９】一実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の斜視図である。
【図１０】別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１１】更に別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１２】別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１３】一実施形態によるエーロゾル発生システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
エーロゾルは、広い範囲の用途で有用である。例えば、多くの場合、液体及び／又は固体の細かく分割した粒子のエーロゾルスプレー、例えば、患者の肺内に吸入される粉末、薬剤などを用いて呼吸器疾患を治療するか、又はその手段による医薬品を投薬することが望ましい。エーロゾルは、加熱された毛細管から排出された時に溶液（又は懸濁液）がエーロゾルの形態になるように、溶液（又は懸濁液の担体部分）が揮発するように毛細管を十分に加熱しながら液状の溶液又は懸濁液（すなわち、液体製剤又は液体材料）を毛細管に給送することにより、加熱した毛細管エーロゾル発生器から発生させることができる。毛細管の長さは、他のファクタの中でも特に、発生されるエーロゾルの組成によって決まる加熱要件に依存する可能性がある。直接加熱毛細管エーロゾル発生器に関連する潜在的な問題は、過熱及び標準以下のエーロゾル形成をもたらして毛細管の詰まり及び／又は毛細管エーロゾル発生器の故障をもたらす場合がある毛細管内の大きな温度変動である。
【０００６】
容器封入システムから液体材料又は製剤を吸い込み、連続エーロゾル化のためのエーロゾル発生器又は毛細管サブアセンブリを通してそれを投薬するためにエーロゾル発生システムを使用することは理解することができる。エーロゾル化の閾値背圧（すなわち、流れを一定かつ毛細管湿潤を保つのに必要な最低圧力）を高くすることによってエーロゾル発生ユニットの毛細通路内で定格作動圧力を安定させることができるシステム及び方法を有することにより毛細管エーロゾル発生システムの信頼性及び頑強度を改善し、かつ液体材料又は製剤の蒸気への変換及び液体材料又は製剤内の大きな粒子の結果としてのシステム内の圧力振動を低下させることは望ましいであろう。
【０００７】
一実施形態によれば、流体要素は、エーロゾル発生器のポンプユニットと毛細管の間に位置し、流体要素は、熱伝導性加熱器ブロックが熱伝導性加熱器ブロックから毛細管への熱伝達を実質的に均等かつ均一に最大にするように液体製剤の背圧を上げる。
作動中に、電気リードが電源から熱伝導性加熱器ブロック内に挿入された加熱器カートリッジまで電力を伝達し、それによって熱伝導性加熱器ブロックを加熱する。加熱されると、熱伝導性加熱器ブロックがエーロゾル発生ユニット又は毛細管に熱を伝達し、従って、加熱された毛細管に導入された液体材料又は液体製剤を少なくとも部分的に揮発させるのに十分な温度まで毛細管を実質的に均等かつ均一に加熱する。例えば、少なくとも部分的に揮発した液体材料又は液体製剤は、液体材料又は液体製剤を霧化するためにリストリクターを通して押し込むことができる。揮発した材料は、加熱器ブロックの遠位端にあるエーロゾル閉じ込め部材内で加熱シース空気源によって供給された空気と混合してエーロゾルを形成する。
【０００８】
図１を参照すると、一実施形態によるエーロゾル発生システム１０の斜視図が示されている。液体製剤又は液体材料は、好ましくは液体材料の供給源に接続した毛細管の入口を通して毛細管内に導入される。揮発した材料は、毛細管の出口を通して毛細管の外に押し出され、すなわち、液体材料の供給源からの液体の圧力が液体を出口から放出させる。
一実施形態によれば、図１に示すように、エーロゾル発生システム（又は薬剤送出システム）１０は、エーロゾル発生器及び加熱器ブロックを有し、加熱器ブロック及び熱伝導性材料の温度が、約２５０℃から４００℃の範囲とすることができる作動温度（すなわち、毛細管内の液体材料が揮発する温度）まで加熱されて維持される。しかし、このエーロゾル発生システム１０でエーロゾルが発生すると、システム１０は、液体製剤の気化及びエーロゾル発生器の出口における小径オリフィスを通る気体／液体のポンピングのために、４ＭＰａから６ＭＰａ（６００ｐｓｉから９００ｐｓｉ）程度の有意な背圧（すなわち、エーロゾル発生ユニットの毛細又は毛細管の出口での出口又は小径オリフィスから注射器ポンプまでのシステム内の圧力）を発生させることがある。更に、システム１０は、システム１０内で１５Ｍｐａから２０ＭＰａ（２０００ｐｓｉから３０００ｐｓｉ）程度の突然の圧力スパイクを引き起こす可能性がある毛細管内での一貫性のない流れ、製剤内での大きな粒子、及び最適以下の気化を受けることがある。
【０００９】
システム１０はまた、稼働毎に（ユニット内で）毛細管又は毛細通路内での定格圧力の変化、圧力プロフィールの振動、７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）よりも低い定格圧力での出口オリフィスの詰まり、及び毛細管システム１０内の出口オリフィスの直径よりも大きなサイズの粉体を受ける可能性がある。例えば、公称圧力が７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）よりも低い時に、システム１０は、毛細管作動圧力のスパイクをもたらすパルス駆動エーロゾルを受けることがある。更に、これらの圧力のスパイクが起こる時に、エーロゾル発生システム１０は、そのような高圧に耐えることができず毛細管の詰まりをもたらすことがある。使い捨て送出パケット構成要素及び送出パケット内の取付具は、故障が発生すると機能しなくなり、ユニットの不作動をもたらす。従って、液体製剤が部分的に気化して吸入のためのエーロゾルを形成する毛細管エーロゾル発生器の信頼性及び頑強度を改善するためのシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【００１０】
図１に示すように、エーロゾル発生（又は薬剤送出）システム１０は、無菌使い捨て流体システムの形態をした使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになった基部ユニット２０を含む。基部ユニット２０は、ハウジング２２、使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになった使い捨てアセンブリハウジング３０、及びコンパクトな再構成可能入力／出力（Ｉ／０）コントローラアセンブリ（図示せず）、及びユーザインタフェース２４から成る。ユーザインタフェース２４は、図１に示すようなタッチスクリーンパネル、又は情報を入力するためのかつシステム１０から作動データを受け取るための他の適切なインタフェースシステムとすることができる。使い捨てアセンブリハウジング３０は、好ましくは、エーロゾル発生ユニット（又はエーロゾル発生器）９０及び流体要素１００を有する使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになったクラムシェル状ハウジングから成る。図１に示すように、基部ユニット２０内の使い捨てアセンブリハウジング３０は、ハウジング３０の開閉を容易にするためのハンドルを含むクラムシェル構成の使い捨てアセンブリ４０を取り囲むようになった上部又は第１の半分と下部又は第２の半分とから成る。使い捨てアセンブリ４０は、ハウジング３０の下部又は第２の半分に嵌合し、使い捨てアセンブリ４０の構成要素が基部ユニット２０内でそれらの各接続部に適合することを保証する。
【００１１】
使用中は、エーロゾル発生ユニット９０は、加熱された毛細管を包み込み、かつポンプユニット５０によって一定速度で連続的にエーロゾル発生ユニットを通して送り出される液体材料又は液体製剤２６を加熱する間接加熱ブロックアセンブリ（図示せず）を含むことができる。ポンプユニット５０は、好ましくは、１つの注射器ポンプ５２、５４の入口に液体製剤を供給し、その間に別の注射器ポンプ５２、５４によってエーロゾル発生ユニットに液体製剤を送出するように作動可能な２つの注射器ポンプ５２、５４と、バルブ構成又はアセンブリ６０（図３）とを含む。一実施形態によれば、ポンプユニット５０及びバルブ構成６０は、約１５μｌ／ｓから２５μｌ／ｓで、より好ましくは約１８μｌ／ｓから２２μｌ／ｓで、最も好ましくは約２０μｌ／ｓで毛細管に液体材料２６を連続して送出する。
【００１２】
図２は、閉じた位置の使い捨てアセンブリハウジング３０を有する図１のエーロゾル発生システム１０の斜視図である。使い捨てアセンブリ４０は、部分的に気化してエーロゾルを形成する液体材料又は液体製剤２６の供給源に取り付け可能である。毛細管エーロゾルシステム１０は、液体材料又は液体製剤２６の一部を部分的に気化するために液体材料又は液体製剤２６がエーロゾル発生ユニット９０内で加熱され、液体材料又は液体製剤をエーロゾルとして連続送出するようになっている。エーロゾル発生システム１０は、基部ユニット２０と無菌使い捨て流体システム又は使い捨てアセンブリ４０を含む湿潤構成要素とで構成することができる。
【００１３】
図３及び５を参照すると、使い捨てアセンブリ４０は、好ましくは、バルブアセンブリ（又はバルブ構成）６０、入力流体管アセンブリ８０、エーロゾル発生ユニット９０、及び流体要素１００を含む。バルブアセンブリ６０は、好ましくは、複数のバルブ６２、６４、６６、６８を含む。流体要素１００は、バルブ６４、６８とエーロゾル発生ユニット９０の加熱された毛細通路７０との間に位置している。加熱された毛細通路７０と加熱器又は加熱ユニット７２とは、好ましくは、エーロゾル発生ユニット９０内に設けられる。第１及び第２の注射器ポンプ５２及び５４は、各送出行程中に毛細通路７０及び流体要素１００と交互に連通し、各吸引（吸い込み）行程中に流体（製剤）供給源と交互に連通し、それらの全ての作動が、バルブ６２、６４、６６、６８と協働して実施される。例えば、図５に示すように、第１の注射器ポンプ５２が排出中に、その排出は、第１の注射器ポンプ５２から流路「Ｘ1」に沿って毛細通路７０に向けられる。流路Ｘ1は、バルブ６２とバルブ６４の開口部との閉鎖によって設定される。同時に、第２の注射器ポンプ５４は、その吸い込み行程を実施して供給源から「Ｘ2」で示した経路に沿った流れ１１０を通じて流体を吸引する。この流路Ｘ2を設定するために、バルブ６６が開いてバルブ６８が閉じる。
【００１４】
図４は、図３に示す使い捨てアセンブリ４０の側面図である。図４に示すように、使い捨てアセンブリ４０は、４つのバルブのアセンブリ６０、入力流体管アセンブリ８０、エーロゾル発生ユニット９０、及び流体要素１００を含む。注射器ポンプ５２、５４は、好ましくは、液体材料又は液体製剤を連続して分配するために、駆動系と二重注射器ポンプ５２、５４の同時作動を可能にする制御電子器械とを含む。注射器ポンプ５２、５４はまた、好ましくは、バルブ６２、６４、６６、６８を開閉するための信号を発生してプログラマブル自動コントローラに通信する。
【００１５】
一実施形態によれば、ポンプユニット５０は、少なくとも２、０００ｐｓｉまで、より好ましくは、２０ＭＰａから３０ＭＰａ（３０００ｐｓｉから４０００ｐｓｉ）までの背圧をサポートできなければならない。更に、注射器ポンプ５２、５４は、好ましくは、耐流体筐体内に設けられ、各注射器装着ブラケット上に力センサを含んで流体送出中にプランジャ力をモニタすることができる。注射器ポンプ５２、５４のポンピング機能は、肺表面活性剤のような高粘性製剤の処理を容易にする。
【００１６】
エーロゾル発生ユニット９０は、上方又は上部アセンブリ及び下方又は底部アセンブリ、熱電対、及び毛細通路又は毛細管７０の形態をしたエーロゾル発生器で構成された加熱器ブロックアセンブリの形態をした加熱器又は加熱ユニット７２を含むことができる。エーロゾル発生ユニット９０は、毛細通路７０を含み、通路の中で液体製剤２６（図３）が少なくとも部分的に気化し、加熱器本体又はブロックが毛細通路又は毛細管７０内の液体製剤を少なくとも部分的に揮発させるのに有効な範囲の温度まで毛細通路７０を加熱するように作動可能である。毛細通路７０は、給送管端部又は近位端、及びドーム形状の毛細管端部又は遠位端を含むことができる。毛細管７０は、好ましくは、約０．０５ｍｍから０．５３ｍｍの範囲の内径を有し、より好ましくは、約０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲の内径を有する。毛細管７０の特に好ましい内径は、約０．１９０５ｍｍ（すなわち、０．００７５インチ）である。一実施形態によれば、毛細管７０は、約９０ｍｍから１２０ｍｍの長さを有し、より好ましくは、約１００ｍｍから１１０ｍｍの長さを有する。しかし、毛細管７０の長さが毛細管７０内の液体製剤又は液体材料の流量に基づくことは認めることができる。一実施形態によれば、毛細管７０は、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている米国特許出願第２００５０２３５９９１号に説明されたような先端付き毛細管である。
【００１７】
一実施形態によれば、背圧誘起流体要素１００は、ポンプユニット５０のバルブアセンブリ６０とエーロゾル発生ユニット９０の毛細管システムとの間に導入することができる。流体要素１００は、望ましい閾値圧力（例えば、８ＭＰａ（１２００ｐｓｉ））を超えて定格圧力又は背圧が増加するようにシステム１０に付加的な背圧を導入する。システムの背圧を望ましい閾値圧力よりも高くすることにより、流体要素１００が、システム１０にシステム１０内での圧力変動を減衰させる方法を提供することは認めることができる。更に、システム１０内で増加した圧力は、加熱された毛細管７０に入る前に液体製剤２６（又は液体材料）を剪断するための手段を提供し、それによって出口オリフィスが、先端付き毛細管端部よりも大きな直径を有する液体製剤２６の粒子で詰まることが回避される。
【００１８】
図６Ａ及び６Ｂに示すように、流体要素１００は、好ましくは、約０．０５ｍｍから０．２５ｍｍ（０．００２インチから０．０１０インチ）の間、より好ましくは、０．１３ｍｍ（０．００５インチ）の内径（ＩＤ）１２０、及び約４インチから１２インチの間、より好ましくは、約６インチの長さ１２２を有する管状部材１０２である。一実施形態によれば、流体要素１００は、好ましくは、約１００ｍｍから３００ｍｍ（４インチから１２インチ）の長さ１２２、及び０．０５ｍｍから０．２５ｍｍ（０．００２から０．０１０インチ）の内径を有する。流体要素１００は、好ましくは、エーロゾル発生システム１０に約１ＭＰａから７ＭＰａ（１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉ）、より好ましくは、約２ＭＰａから２．４ＭＰａ（３００ｐｓｉから３５０ｐｓｉ）の付加的な背圧を導入し、それが、図７Ａに示すように約７．９ＭＰａから１０ＭＰａ（約１１５０ｐｓｉから１４５０ｐｓｉ）まで加熱中のシステム１０内の全体の作動圧又は背圧を増加させる。
【００１９】
例えば、一実施形態によれば、ポンプユニット５０とエーロゾル発生ユニット９０の間に、０．１３ｍｍ及び０．２５ｍｍ（０．００５インチ及び０．０１０インチ）の内径１２０を有する管状部材１０２で構成された流体要素１００が実施された。図７Ａに示すように、流体要素１００の付加に伴って７．９ＭＰａ（１１５０ｐｓｉ）のシステム１０内の背圧増加が得られた。図７Ａに示すように、９０分又はそれよりも長いエーロゾル化の稼働時間では、システム内の定格圧力の増加及び圧力変動の最小化の結果として、システム１０内の背圧増加は、システム１０の全体的な成功度を改善したことをデータが示唆した。
その反対に、図７Ｂに示すように、システム１０に付加された付加的な背圧がない状態では、システム１０に障害が増え、定格作動圧力（すなわち、先端付き毛細管のサイズ又は直径を含む特定毛細管サイズに基づくシステムの作動圧力）では変動が有意に大きく、又はシステム内の背圧がより低くかつより変化しやすいことを示している。
【００２０】
別の実施形態では、図８に示すように、流体要素１００はまた、液体製剤２６内の粒子を剪断することによって液体製剤又は液体材料２６の粒子サイズを制御することができる。例えば、肺表面活性剤製剤のような粒子を有する液体製剤２６は、毛細管出口又は毛細管の先端付き端部のサイズを超える医薬品の粒子を含む可能性がある。従って、流体要素１００を導入することにより、液体製剤又は液体材料２６内の粒子は、液体製剤２６が毛細通路に入る前に、好ましくは、出口の直径よりも小さな粒子サイズに剪断することができる。
【００２１】
流体要素１００は、図６Ａに示すように線形管状部材１０２であり、又は代替的な実施形態では、流体要素１００は、内蔵型ハウジング１３０内に嵌合するようになったコイル状管状部材１０２であることは認めることができる。図９に示すように、流体要素１００は、送出パケット完成品内に嵌合するように設計されたコイル状管状部材１０２とすることができる。管状部材１０２のコイルはまた、作動流量における背圧を増加させ、そのためにコイル巻き形式の管状部材１０２の長さ１２０は、線形管状部材１０２と比較して異なる背圧を生成することができる。別の実施形態によれば、コイル状管状部材１０２の長さ１１０は、線形管状部材１０２と比較してシステム１０内で望ましい又は最適な背圧を得るために変えることになる。
【００２２】
図１０は、ハウジング１３０内に収容されたコイル状管状部材１０２で構成された流体要素１００の組立分解斜視図である。図１０に示すように、流体要素１００は、管状部材１０２を受け取るようになった空洞１３３を有する基部ユニット１３２で構成されたハウジング１３０と、取外し可能キャップ１３４と、取外し可能キャップ１３４を基部ユニット１３２に取り付けるための留め具１３６とを含む。管状部材１０２は、好ましくは、入口部分１０４、コイル状部分１０６、及び出口部分１０８を含む。入口部分１０４及び出口部分１０８は、好ましくは、線形であるが、入口及び出口部分１０４、１０８は、傾けられるか、又はそこに僅かな湾曲を有することができることは認めることができる。
【００２３】
図１０に示すように、一実施形態によれば、流体要素１００のコイル状部分１０６は、入口及び出口部分１０４、１０８とほぼ同じ面内にある。入口部分１０４、コイル状部分１０６、及び出口部分１０８の長さは、システム１０内の望ましい最適な背圧に応じて変わることになる。管状部材１０２の入口部分１０４は、好ましくは、ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０から液体製剤２６を受け取る入口取付具アセンブリ１４０に取り付けられる。出口取付具アセンブリ１４２は、流体要素１００をエーロゾル発生ユニット９０に接続する。
【００２４】
別の実施形態によれば、図１１に示すように、管状部材１０２のコイル状部分１０６は、螺旋形状を有する。管状部材１０２はまた、ほぼ線形の入口部分１０４とほぼ線形の出口部分１０８とを含む。流体要素１００はまた、ハウジング１４６内に嵌合するようになった入口取付具アセンブリ１４２の形態をした流体要素１００のためのハウジング１４６を有する。ハウジング１４６は、一端においてポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０に、他端においてエーロゾル発生ユニット９０に接続される。入口取付具アセンブリ１４０は、外側リング又はフランジを含んで、ハウジング１４６内の入口取付具アセンブリ１４２の取り付けを助けることができる。出口取付具アセンブリ１４２は、流体要素１００受け取って流体要素１００をエーロゾル発生ユニット９０に接続する。ハウジング１４６はまた、好ましくは、ネジ式留め具又は出口取付具アセンブリ１４２に取り付けられた他の適切なリング要素１４４を含む。
【００２５】
更に別の実施形態によれば、図１２に示すように、流体要素１００は、チャンネル１６４を有する円形ディスク又はプレート状要素１６０を含むことができる。チャンネル１６４は、好ましくは、ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０から液体製剤を受け取るようになった入口１６２を有する螺旋形態のものである。チャンネル１６４は、好ましくは、円形ディスク又はプレート状要素１６０の外側部分から出口１６６を有する内側部分まで延びている。出口１６６は、好ましくは、円形ディスク又はプレート状要素１６０を通ってエーロゾル発生ユニット９０の毛細管への入口まで延びている。
【００２６】
流体要素１００はまた、好ましくは、外側ケーシング部材１７２と、円形ディスク又はプレート状要素１６０を受け取るようになった外側遠位面１７６を有する基部ユニット１７４とで構成された流体要素ハウジング１７０を含む。Ｏリング又はシーラントリング１８０は、円形ディスク又はプレート状要素１６０外側端部の周りに嵌合する。Ｏリング１８０は、好ましくは、外側ケーシング部材１７２と流体要素ハウジング１７０の基部ユニット１７４とに嵌合する流体要素１００の機械的シールを形成する円形（Ｏ字形状）断面をしたエラストマー材料である。
【００２７】
図１３は、エーロゾル発生システム１０の図である。図１３に示すように、エーロゾル発生システム１０は、調製又は投与パケット３５０、ホットプレート／攪拌器３００、ポンプユニット５０、バルブアセンブリ６０、毛細管を有するエーロゾル発生ユニット９０、流体要素１００、遷移アダプタ１９０、及び凝縮液トラップ２００を含む。システム１０はまた、患者にエーロゾルを送出するためのＣＰＡＰアダプタ３１０、エアフィルタ３３０（ＨＥＰＡフィルタのような）、空気の供給源（ＣＰＡＰ）３２０、及び制御ユニット３４０を含むことができる。空気の供給源３２０は、好ましくは、望ましい空気流を達成するために適切なバルブ構成を備えた圧縮空気のタンクのような病院圧縮空気系統又は加圧空気供給源からのものである。
【００２８】
一実施形態によれば、調製又は投与パケット３５０内に収容される肺表面活性剤のような液体材料又は液体製剤２６は、最初にホットプレート／攪拌器３００上でパケット３５０を加熱し、ポンプユニット５０に送出するために製剤２６を望ましい粘性（すなわち、高粘性の製剤）に液化することにより、患者に送出するために調製される。ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０は、液体製剤がその中で少なくとも部分的に気化する毛細通路を備えたエーロゾル発生器（又はエーロゾル発生ユニット）９０に製剤２６を一定速度で連続的に供給する。加熱器ブロックは、毛細通路又は毛細管内の液体製剤を少なくとも部分的に揮発させてエーロゾル化するのに有効な温度範囲まで毛細通路を加熱する。エーロゾル発生器９０はまた、好ましくは、空気の供給源が加熱器本体又はブロックによって加熱され、加熱又は加温された空気がエーロゾル発生器９０によって生成されたエーロゾルと混ぜられるように配列された少なくとも１つの空気通路を含む。システム１０が、毛細管の位置で又はその付近で発生した熱を使用する代わりに又はそれに追加して、毛細管から遠隔にある個別の空気加熱器の形態をした別の空気加熱器３１２を含むことは認めることができる。
【００２９】
遷移アダプタ又はエーロゾル閉じ込め部材１９０は、エーロゾル発生器９０及び毛細管によって生成されたエーロゾルを捕捉し、ＣＰＡＰアダプタ３１０を通じて患者に送出するためにエーロゾルを流管内に誘導する。ＣＰＡＰアダプタ３１０は、好ましくは、乳児の場合には、約３５℃から３８℃、より好ましくは、約３７℃の温度で患者にエーロゾルを送出する。送出ホース又はチューブ１０４の長さを変えることにより、エーロゾルの送出温度は、適切な又は望ましい温度で送出されることは認めることができる。エーロゾル閉じ込め部材１９０は、好ましくは、エーロゾル発生ユニット９０の毛細管に対して密封され、それによって外気が（遷移アダプタに送出された加熱空気と対照的に）エーロゾル発生器又は毛細管によって生成されたエーロゾルと混合することが防止される。遷移アダプタ又はエーロゾル閉じ込め部材１９０は、凝縮液収集デバイス又は排水管アセンブリに取り付けるようになった少なくとも１つのバッフル及び／又は下端部に排水ポートを有する凝縮液トラップ２００を含むことができる。加熱された又は暖かい空気を製剤によって生成されたエーロゾルと混ぜることにより、システム１０及びエーロゾル発生ユニット９０から遠隔位置の患者にエーロゾルを送出することができる毛細管からの凝縮量が減少する。
【００３０】
システム１０は、好ましくは、薬剤送出用途では、肺深部に浸透することを促進するように２ミクロンよりも小さな平均質量メジアン粒径を有するエーロゾルを提供するようになっている。ある一定の薬剤送出用途では、例えば、毎秒約１ミリグラムを超える高い流量で薬剤を送出することも望ましい。液体製剤の供給源が、好ましくは、エーロゾルとして乳児の肺まで送出するようになった肺表面活性剤を収容することは認めることができる。
様々な実施形態を説明したが、当業者には明らかなように変形及び修正の手段に頼ることができることは理解されるものとする。そのような変形及び修正は、本明細書に添付の特許請求の視野及び範囲内と考えるものとする。
【符号の説明】
【００３１】
５０ ポンプユニット
９０ エーロゾル発生器
１００ 流体要素
【背景技術】
【０００１】
毛細管エーロゾル技術及び毛細管エーロゾル発生器は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれているＵＳ５、７４３、２５１に説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】ＵＳ５、７４３、２５１
【特許文献２】米国特許出願第２００５０２３５９９１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一実施形態によれば、エーロゾル発生システムは、液体製剤が毛細通路内で少なくとも部分的に気化し、毛細通路からから排出されてエーロゾルを形成するエーロゾル発生器と、エーロゾル発生器の毛細通路に液体製剤を供給するようになったポンプユニットと、ポンプユニットとエーロゾル発生器の毛細通路との間に位置し、液体製剤が毛細通路に入る時に液体製剤の圧力を増加させる流体要素とを含む。
更に別の実施形態によれば、エーロゾルを生成する方法は、毛細通路への入口での液体の圧力が少なくとも７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ（毎平方インチポンド））になるように、加熱された毛細通路に２０μｌ／ｓ（毎秒マイクロリットル）の流量で液体材料を供給する段階と、加熱された毛細管を用いてエーロゾルを発生させる段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】開放位置の加熱器ブロックを有する一実施形態によるエーロゾル発生システムの斜視図である。
【図２】閉鎖位置の加熱器ブロックを有する図１のエーロゾル発生システムの斜視図である。
【図３】図１のエーロゾル発生システムの使い捨てアセンブリの斜視図である。
【図４】図３の使い捨てアセンブリの側面図である。
【図５】実施形態によるバルブアセンブリ及び流体要素の概略図である。
【図６Ａ】実施形態による図１のエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の斜視図である。
【図６Ｂ】実施形態による流体要素の断面図である。
【図７Ａ】実施形態による時間に対するシステム内の背圧を示す線形流体要素の図表である。
【図７Ｂ】流体要素がない場合の時間に対するシステム内の背圧を示す図表である。
【図８】流体要素がある場合とない場合における製剤の粒子サイズを比較する表である。
【図９】一実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の斜視図である。
【図１０】別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１１】更に別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１２】別の実施形態によるエーロゾル発生システムと共に使用するための流体要素の分解組立図である。
【図１３】一実施形態によるエーロゾル発生システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
エーロゾルは、広い範囲の用途で有用である。例えば、多くの場合、液体及び／又は固体の細かく分割した粒子のエーロゾルスプレー、例えば、患者の肺内に吸入される粉末、薬剤などを用いて呼吸器疾患を治療するか、又はその手段による医薬品を投薬することが望ましい。エーロゾルは、加熱された毛細管から排出された時に溶液（又は懸濁液）がエーロゾルの形態になるように、溶液（又は懸濁液の担体部分）が揮発するように毛細管を十分に加熱しながら液状の溶液又は懸濁液（すなわち、液体製剤又は液体材料）を毛細管に給送することにより、加熱した毛細管エーロゾル発生器から発生させることができる。毛細管の長さは、他のファクタの中でも特に、発生されるエーロゾルの組成によって決まる加熱要件に依存する可能性がある。直接加熱毛細管エーロゾル発生器に関連する潜在的な問題は、過熱及び標準以下のエーロゾル形成をもたらして毛細管の詰まり及び／又は毛細管エーロゾル発生器の故障をもたらす場合がある毛細管内の大きな温度変動である。
【０００６】
容器封入システムから液体材料又は製剤を吸い込み、連続エーロゾル化のためのエーロゾル発生器又は毛細管サブアセンブリを通してそれを投薬するためにエーロゾル発生システムを使用することは理解することができる。エーロゾル化の閾値背圧（すなわち、流れを一定かつ毛細管湿潤を保つのに必要な最低圧力）を高くすることによってエーロゾル発生ユニットの毛細通路内で定格作動圧力を安定させることができるシステム及び方法を有することにより毛細管エーロゾル発生システムの信頼性及び頑強度を改善し、かつ液体材料又は製剤の蒸気への変換及び液体材料又は製剤内の大きな粒子の結果としてのシステム内の圧力振動を低下させることは望ましいであろう。
【０００７】
一実施形態によれば、流体要素は、エーロゾル発生器のポンプユニットと毛細管の間に位置し、流体要素は、熱伝導性加熱器ブロックが熱伝導性加熱器ブロックから毛細管への熱伝達を実質的に均等かつ均一に最大にするように液体製剤の背圧を上げる。
作動中に、電気リードが電源から熱伝導性加熱器ブロック内に挿入された加熱器カートリッジまで電力を伝達し、それによって熱伝導性加熱器ブロックを加熱する。加熱されると、熱伝導性加熱器ブロックがエーロゾル発生ユニット又は毛細管に熱を伝達し、従って、加熱された毛細管に導入された液体材料又は液体製剤を少なくとも部分的に揮発させるのに十分な温度まで毛細管を実質的に均等かつ均一に加熱する。例えば、少なくとも部分的に揮発した液体材料又は液体製剤は、液体材料又は液体製剤を霧化するためにリストリクターを通して押し込むことができる。揮発した材料は、加熱器ブロックの遠位端にあるエーロゾル閉じ込め部材内で加熱シース空気源によって供給された空気と混合してエーロゾルを形成する。
【０００８】
図１を参照すると、一実施形態によるエーロゾル発生システム１０の斜視図が示されている。液体製剤又は液体材料は、好ましくは液体材料の供給源に接続した毛細管の入口を通して毛細管内に導入される。揮発した材料は、毛細管の出口を通して毛細管の外に押し出され、すなわち、液体材料の供給源からの液体の圧力が液体を出口から放出させる。
一実施形態によれば、図１に示すように、エーロゾル発生システム（又は薬剤送出システム）１０は、エーロゾル発生器及び加熱器ブロックを有し、加熱器ブロック及び熱伝導性材料の温度が、約２５０℃から４００℃の範囲とすることができる作動温度（すなわち、毛細管内の液体材料が揮発する温度）まで加熱されて維持される。しかし、このエーロゾル発生システム１０でエーロゾルが発生すると、システム１０は、液体製剤の気化及びエーロゾル発生器の出口における小径オリフィスを通る気体／液体のポンピングのために、４ＭＰａから６ＭＰａ（６００ｐｓｉから９００ｐｓｉ）程度の有意な背圧（すなわち、エーロゾル発生ユニットの毛細又は毛細管の出口での出口又は小径オリフィスから注射器ポンプまでのシステム内の圧力）を発生させることがある。更に、システム１０は、システム１０内で１５Ｍｐａから２０ＭＰａ（２０００ｐｓｉから３０００ｐｓｉ）程度の突然の圧力スパイクを引き起こす可能性がある毛細管内での一貫性のない流れ、製剤内での大きな粒子、及び最適以下の気化を受けることがある。
【０００９】
システム１０はまた、稼働毎に（ユニット内で）毛細管又は毛細通路内での定格圧力の変化、圧力プロフィールの振動、７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）よりも低い定格圧力での出口オリフィスの詰まり、及び毛細管システム１０内の出口オリフィスの直径よりも大きなサイズの粉体を受ける可能性がある。例えば、公称圧力が７ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）よりも低い時に、システム１０は、毛細管作動圧力のスパイクをもたらすパルス駆動エーロゾルを受けることがある。更に、これらの圧力のスパイクが起こる時に、エーロゾル発生システム１０は、そのような高圧に耐えることができず毛細管の詰まりをもたらすことがある。使い捨て送出パケット構成要素及び送出パケット内の取付具は、故障が発生すると機能しなくなり、ユニットの不作動をもたらす。従って、液体製剤が部分的に気化して吸入のためのエーロゾルを形成する毛細管エーロゾル発生器の信頼性及び頑強度を改善するためのシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【００１０】
図１に示すように、エーロゾル発生（又は薬剤送出）システム１０は、無菌使い捨て流体システムの形態をした使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになった基部ユニット２０を含む。基部ユニット２０は、ハウジング２２、使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになった使い捨てアセンブリハウジング３０、及びコンパクトな再構成可能入力／出力（Ｉ／０）コントローラアセンブリ（図示せず）、及びユーザインタフェース２４から成る。ユーザインタフェース２４は、図１に示すようなタッチスクリーンパネル、又は情報を入力するためのかつシステム１０から作動データを受け取るための他の適切なインタフェースシステムとすることができる。使い捨てアセンブリハウジング３０は、好ましくは、エーロゾル発生ユニット（又はエーロゾル発生器）９０及び流体要素１００を有する使い捨てアセンブリ４０を受け取るようになったクラムシェル状ハウジングから成る。図１に示すように、基部ユニット２０内の使い捨てアセンブリハウジング３０は、ハウジング３０の開閉を容易にするためのハンドルを含むクラムシェル構成の使い捨てアセンブリ４０を取り囲むようになった上部又は第１の半分と下部又は第２の半分とから成る。使い捨てアセンブリ４０は、ハウジング３０の下部又は第２の半分に嵌合し、使い捨てアセンブリ４０の構成要素が基部ユニット２０内でそれらの各接続部に適合することを保証する。
【００１１】
使用中は、エーロゾル発生ユニット９０は、加熱された毛細管を包み込み、かつポンプユニット５０によって一定速度で連続的にエーロゾル発生ユニットを通して送り出される液体材料又は液体製剤２６を加熱する間接加熱ブロックアセンブリ（図示せず）を含むことができる。ポンプユニット５０は、好ましくは、１つの注射器ポンプ５２、５４の入口に液体製剤を供給し、その間に別の注射器ポンプ５２、５４によってエーロゾル発生ユニットに液体製剤を送出するように作動可能な２つの注射器ポンプ５２、５４と、バルブ構成又はアセンブリ６０（図３）とを含む。一実施形態によれば、ポンプユニット５０及びバルブ構成６０は、約１５μｌ／ｓから２５μｌ／ｓで、より好ましくは約１８μｌ／ｓから２２μｌ／ｓで、最も好ましくは約２０μｌ／ｓで毛細管に液体材料２６を連続して送出する。
【００１２】
図２は、閉じた位置の使い捨てアセンブリハウジング３０を有する図１のエーロゾル発生システム１０の斜視図である。使い捨てアセンブリ４０は、部分的に気化してエーロゾルを形成する液体材料又は液体製剤２６の供給源に取り付け可能である。毛細管エーロゾルシステム１０は、液体材料又は液体製剤２６の一部を部分的に気化するために液体材料又は液体製剤２６がエーロゾル発生ユニット９０内で加熱され、液体材料又は液体製剤をエーロゾルとして連続送出するようになっている。エーロゾル発生システム１０は、基部ユニット２０と無菌使い捨て流体システム又は使い捨てアセンブリ４０を含む湿潤構成要素とで構成することができる。
【００１３】
図３及び５を参照すると、使い捨てアセンブリ４０は、好ましくは、バルブアセンブリ（又はバルブ構成）６０、入力流体管アセンブリ８０、エーロゾル発生ユニット９０、及び流体要素１００を含む。バルブアセンブリ６０は、好ましくは、複数のバルブ６２、６４、６６、６８を含む。流体要素１００は、バルブ６４、６８とエーロゾル発生ユニット９０の加熱された毛細通路７０との間に位置している。加熱された毛細通路７０と加熱器又は加熱ユニット７２とは、好ましくは、エーロゾル発生ユニット９０内に設けられる。第１及び第２の注射器ポンプ５２及び５４は、各送出行程中に毛細通路７０及び流体要素１００と交互に連通し、各吸引（吸い込み）行程中に流体（製剤）供給源と交互に連通し、それらの全ての作動が、バルブ６２、６４、６６、６８と協働して実施される。例えば、図５に示すように、第１の注射器ポンプ５２が排出中に、その排出は、第１の注射器ポンプ５２から流路「Ｘ1」に沿って毛細通路７０に向けられる。流路Ｘ1は、バルブ６２とバルブ６４の開口部との閉鎖によって設定される。同時に、第２の注射器ポンプ５４は、その吸い込み行程を実施して供給源から「Ｘ2」で示した経路に沿った流れ１１０を通じて流体を吸引する。この流路Ｘ2を設定するために、バルブ６６が開いてバルブ６８が閉じる。
【００１４】
図４は、図３に示す使い捨てアセンブリ４０の側面図である。図４に示すように、使い捨てアセンブリ４０は、４つのバルブのアセンブリ６０、入力流体管アセンブリ８０、エーロゾル発生ユニット９０、及び流体要素１００を含む。注射器ポンプ５２、５４は、好ましくは、液体材料又は液体製剤を連続して分配するために、駆動系と二重注射器ポンプ５２、５４の同時作動を可能にする制御電子器械とを含む。注射器ポンプ５２、５４はまた、好ましくは、バルブ６２、６４、６６、６８を開閉するための信号を発生してプログラマブル自動コントローラに通信する。
【００１５】
一実施形態によれば、ポンプユニット５０は、少なくとも２、０００ｐｓｉまで、より好ましくは、２０ＭＰａから３０ＭＰａ（３０００ｐｓｉから４０００ｐｓｉ）までの背圧をサポートできなければならない。更に、注射器ポンプ５２、５４は、好ましくは、耐流体筐体内に設けられ、各注射器装着ブラケット上に力センサを含んで流体送出中にプランジャ力をモニタすることができる。注射器ポンプ５２、５４のポンピング機能は、肺表面活性剤のような高粘性製剤の処理を容易にする。
【００１６】
エーロゾル発生ユニット９０は、上方又は上部アセンブリ及び下方又は底部アセンブリ、熱電対、及び毛細通路又は毛細管７０の形態をしたエーロゾル発生器で構成された加熱器ブロックアセンブリの形態をした加熱器又は加熱ユニット７２を含むことができる。エーロゾル発生ユニット９０は、毛細通路７０を含み、通路の中で液体製剤２６（図３）が少なくとも部分的に気化し、加熱器本体又はブロックが毛細通路又は毛細管７０内の液体製剤を少なくとも部分的に揮発させるのに有効な範囲の温度まで毛細通路７０を加熱するように作動可能である。毛細通路７０は、給送管端部又は近位端、及びドーム形状の毛細管端部又は遠位端を含むことができる。毛細管７０は、好ましくは、約０．０５ｍｍから０．５３ｍｍの範囲の内径を有し、より好ましくは、約０．１ｍｍから０．２ｍｍの範囲の内径を有する。毛細管７０の特に好ましい内径は、約０．１９０５ｍｍ（すなわち、０．００７５インチ）である。一実施形態によれば、毛細管７０は、約９０ｍｍから１２０ｍｍの長さを有し、より好ましくは、約１００ｍｍから１１０ｍｍの長さを有する。しかし、毛細管７０の長さが毛細管７０内の液体製剤又は液体材料の流量に基づくことは認めることができる。一実施形態によれば、毛細管７０は、本明細書においてその全開示内容が引用により組み込まれている米国特許出願第２００５０２３５９９１号に説明されたような先端付き毛細管である。
【００１７】
一実施形態によれば、背圧誘起流体要素１００は、ポンプユニット５０のバルブアセンブリ６０とエーロゾル発生ユニット９０の毛細管システムとの間に導入することができる。流体要素１００は、望ましい閾値圧力（例えば、８ＭＰａ（１２００ｐｓｉ））を超えて定格圧力又は背圧が増加するようにシステム１０に付加的な背圧を導入する。システムの背圧を望ましい閾値圧力よりも高くすることにより、流体要素１００が、システム１０にシステム１０内での圧力変動を減衰させる方法を提供することは認めることができる。更に、システム１０内で増加した圧力は、加熱された毛細管７０に入る前に液体製剤２６（又は液体材料）を剪断するための手段を提供し、それによって出口オリフィスが、先端付き毛細管端部よりも大きな直径を有する液体製剤２６の粒子で詰まることが回避される。
【００１８】
図６Ａ及び６Ｂに示すように、流体要素１００は、好ましくは、約０．０５ｍｍから０．２５ｍｍ（０．００２インチから０．０１０インチ）の間、より好ましくは、０．１３ｍｍ（０．００５インチ）の内径（ＩＤ）１２０、及び約４インチから１２インチの間、より好ましくは、約６インチの長さ１２２を有する管状部材１０２である。一実施形態によれば、流体要素１００は、好ましくは、約１００ｍｍから３００ｍｍ（４インチから１２インチ）の長さ１２２、及び０．０５ｍｍから０．２５ｍｍ（０．００２から０．０１０インチ）の内径を有する。流体要素１００は、好ましくは、エーロゾル発生システム１０に約１ＭＰａから７ＭＰａ（１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉ）、より好ましくは、約２ＭＰａから２．４ＭＰａ（３００ｐｓｉから３５０ｐｓｉ）の付加的な背圧を導入し、それが、図７Ａに示すように約７．９ＭＰａから１０ＭＰａ（約１１５０ｐｓｉから１４５０ｐｓｉ）まで加熱中のシステム１０内の全体の作動圧又は背圧を増加させる。
【００１９】
例えば、一実施形態によれば、ポンプユニット５０とエーロゾル発生ユニット９０の間に、０．１３ｍｍ及び０．２５ｍｍ（０．００５インチ及び０．０１０インチ）の内径１２０を有する管状部材１０２で構成された流体要素１００が実施された。図７Ａに示すように、流体要素１００の付加に伴って７．９ＭＰａ（１１５０ｐｓｉ）のシステム１０内の背圧増加が得られた。図７Ａに示すように、９０分又はそれよりも長いエーロゾル化の稼働時間では、システム内の定格圧力の増加及び圧力変動の最小化の結果として、システム１０内の背圧増加は、システム１０の全体的な成功度を改善したことをデータが示唆した。
その反対に、図７Ｂに示すように、システム１０に付加された付加的な背圧がない状態では、システム１０に障害が増え、定格作動圧力（すなわち、先端付き毛細管のサイズ又は直径を含む特定毛細管サイズに基づくシステムの作動圧力）では変動が有意に大きく、又はシステム内の背圧がより低くかつより変化しやすいことを示している。
【００２０】
別の実施形態では、図８に示すように、流体要素１００はまた、液体製剤２６内の粒子を剪断することによって液体製剤又は液体材料２６の粒子サイズを制御することができる。例えば、肺表面活性剤製剤のような粒子を有する液体製剤２６は、毛細管出口又は毛細管の先端付き端部のサイズを超える医薬品の粒子を含む可能性がある。従って、流体要素１００を導入することにより、液体製剤又は液体材料２６内の粒子は、液体製剤２６が毛細通路に入る前に、好ましくは、出口の直径よりも小さな粒子サイズに剪断することができる。
【００２１】
流体要素１００は、図６Ａに示すように線形管状部材１０２であり、又は代替的な実施形態では、流体要素１００は、内蔵型ハウジング１３０内に嵌合するようになったコイル状管状部材１０２であることは認めることができる。図９に示すように、流体要素１００は、送出パケット完成品内に嵌合するように設計されたコイル状管状部材１０２とすることができる。管状部材１０２のコイルはまた、作動流量における背圧を増加させ、そのためにコイル巻き形式の管状部材１０２の長さ１２０は、線形管状部材１０２と比較して異なる背圧を生成することができる。別の実施形態によれば、コイル状管状部材１０２の長さ１１０は、線形管状部材１０２と比較してシステム１０内で望ましい又は最適な背圧を得るために変えることになる。
【００２２】
図１０は、ハウジング１３０内に収容されたコイル状管状部材１０２で構成された流体要素１００の組立分解斜視図である。図１０に示すように、流体要素１００は、管状部材１０２を受け取るようになった空洞１３３を有する基部ユニット１３２で構成されたハウジング１３０と、取外し可能キャップ１３４と、取外し可能キャップ１３４を基部ユニット１３２に取り付けるための留め具１３６とを含む。管状部材１０２は、好ましくは、入口部分１０４、コイル状部分１０６、及び出口部分１０８を含む。入口部分１０４及び出口部分１０８は、好ましくは、線形であるが、入口及び出口部分１０４、１０８は、傾けられるか、又はそこに僅かな湾曲を有することができることは認めることができる。
【００２３】
図１０に示すように、一実施形態によれば、流体要素１００のコイル状部分１０６は、入口及び出口部分１０４、１０８とほぼ同じ面内にある。入口部分１０４、コイル状部分１０６、及び出口部分１０８の長さは、システム１０内の望ましい最適な背圧に応じて変わることになる。管状部材１０２の入口部分１０４は、好ましくは、ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０から液体製剤２６を受け取る入口取付具アセンブリ１４０に取り付けられる。出口取付具アセンブリ１４２は、流体要素１００をエーロゾル発生ユニット９０に接続する。
【００２４】
別の実施形態によれば、図１１に示すように、管状部材１０２のコイル状部分１０６は、螺旋形状を有する。管状部材１０２はまた、ほぼ線形の入口部分１０４とほぼ線形の出口部分１０８とを含む。流体要素１００はまた、ハウジング１４６内に嵌合するようになった入口取付具アセンブリ１４２の形態をした流体要素１００のためのハウジング１４６を有する。ハウジング１４６は、一端においてポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０に、他端においてエーロゾル発生ユニット９０に接続される。入口取付具アセンブリ１４０は、外側リング又はフランジを含んで、ハウジング１４６内の入口取付具アセンブリ１４２の取り付けを助けることができる。出口取付具アセンブリ１４２は、流体要素１００受け取って流体要素１００をエーロゾル発生ユニット９０に接続する。ハウジング１４６はまた、好ましくは、ネジ式留め具又は出口取付具アセンブリ１４２に取り付けられた他の適切なリング要素１４４を含む。
【００２５】
更に別の実施形態によれば、図１２に示すように、流体要素１００は、チャンネル１６４を有する円形ディスク又はプレート状要素１６０を含むことができる。チャンネル１６４は、好ましくは、ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０から液体製剤を受け取るようになった入口１６２を有する螺旋形態のものである。チャンネル１６４は、好ましくは、円形ディスク又はプレート状要素１６０の外側部分から出口１６６を有する内側部分まで延びている。出口１６６は、好ましくは、円形ディスク又はプレート状要素１６０を通ってエーロゾル発生ユニット９０の毛細管への入口まで延びている。
【００２６】
流体要素１００はまた、好ましくは、外側ケーシング部材１７２と、円形ディスク又はプレート状要素１６０を受け取るようになった外側遠位面１７６を有する基部ユニット１７４とで構成された流体要素ハウジング１７０を含む。Ｏリング又はシーラントリング１８０は、円形ディスク又はプレート状要素１６０外側端部の周りに嵌合する。Ｏリング１８０は、好ましくは、外側ケーシング部材１７２と流体要素ハウジング１７０の基部ユニット１７４とに嵌合する流体要素１００の機械的シールを形成する円形（Ｏ字形状）断面をしたエラストマー材料である。
【００２７】
図１３は、エーロゾル発生システム１０の図である。図１３に示すように、エーロゾル発生システム１０は、調製又は投与パケット３５０、ホットプレート／攪拌器３００、ポンプユニット５０、バルブアセンブリ６０、毛細管を有するエーロゾル発生ユニット９０、流体要素１００、遷移アダプタ１９０、及び凝縮液トラップ２００を含む。システム１０はまた、患者にエーロゾルを送出するためのＣＰＡＰアダプタ３１０、エアフィルタ３３０（ＨＥＰＡフィルタのような）、空気の供給源（ＣＰＡＰ）３２０、及び制御ユニット３４０を含むことができる。空気の供給源３２０は、好ましくは、望ましい空気流を達成するために適切なバルブ構成を備えた圧縮空気のタンクのような病院圧縮空気系統又は加圧空気供給源からのものである。
【００２８】
一実施形態によれば、調製又は投与パケット３５０内に収容される肺表面活性剤のような液体材料又は液体製剤２６は、最初にホットプレート／攪拌器３００上でパケット３５０を加熱し、ポンプユニット５０に送出するために製剤２６を望ましい粘性（すなわち、高粘性の製剤）に液化することにより、患者に送出するために調製される。ポンプユニット５０及びバルブアセンブリ６０は、液体製剤がその中で少なくとも部分的に気化する毛細通路を備えたエーロゾル発生器（又はエーロゾル発生ユニット）９０に製剤２６を一定速度で連続的に供給する。加熱器ブロックは、毛細通路又は毛細管内の液体製剤を少なくとも部分的に揮発させてエーロゾル化するのに有効な温度範囲まで毛細通路を加熱する。エーロゾル発生器９０はまた、好ましくは、空気の供給源が加熱器本体又はブロックによって加熱され、加熱又は加温された空気がエーロゾル発生器９０によって生成されたエーロゾルと混ぜられるように配列された少なくとも１つの空気通路を含む。システム１０が、毛細管の位置で又はその付近で発生した熱を使用する代わりに又はそれに追加して、毛細管から遠隔にある個別の空気加熱器の形態をした別の空気加熱器３１２を含むことは認めることができる。
【００２９】
遷移アダプタ又はエーロゾル閉じ込め部材１９０は、エーロゾル発生器９０及び毛細管によって生成されたエーロゾルを捕捉し、ＣＰＡＰアダプタ３１０を通じて患者に送出するためにエーロゾルを流管内に誘導する。ＣＰＡＰアダプタ３１０は、好ましくは、乳児の場合には、約３５℃から３８℃、より好ましくは、約３７℃の温度で患者にエーロゾルを送出する。送出ホース又はチューブ１０４の長さを変えることにより、エーロゾルの送出温度は、適切な又は望ましい温度で送出されることは認めることができる。エーロゾル閉じ込め部材１９０は、好ましくは、エーロゾル発生ユニット９０の毛細管に対して密封され、それによって外気が（遷移アダプタに送出された加熱空気と対照的に）エーロゾル発生器又は毛細管によって生成されたエーロゾルと混合することが防止される。遷移アダプタ又はエーロゾル閉じ込め部材１９０は、凝縮液収集デバイス又は排水管アセンブリに取り付けるようになった少なくとも１つのバッフル及び／又は下端部に排水ポートを有する凝縮液トラップ２００を含むことができる。加熱された又は暖かい空気を製剤によって生成されたエーロゾルと混ぜることにより、システム１０及びエーロゾル発生ユニット９０から遠隔位置の患者にエーロゾルを送出することができる毛細管からの凝縮量が減少する。
【００３０】
システム１０は、好ましくは、薬剤送出用途では、肺深部に浸透することを促進するように２ミクロンよりも小さな平均質量メジアン粒径を有するエーロゾルを提供するようになっている。ある一定の薬剤送出用途では、例えば、毎秒約１ミリグラムを超える高い流量で薬剤を送出することも望ましい。液体製剤の供給源が、好ましくは、エーロゾルとして乳児の肺まで送出するようになった肺表面活性剤を収容することは認めることができる。
様々な実施形態を説明したが、当業者には明らかなように変形及び修正の手段に頼ることができることは理解されるものとする。そのような変形及び修正は、本明細書に添付の特許請求の視野及び範囲内と考えるものとする。
【符号の説明】
【００３１】
５０ ポンプユニット
９０ エーロゾル発生器
１００ 流体要素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体製剤が、毛細通路において少なくとも部分的に気化し、該毛細通路から排出されてエーロゾルを形成するエーロゾル発生器と、
前記エーロゾル発生器に液体製剤を供給するようになったポンプユニットと、
前記ポンプユニットと前記毛細通路の間に位置し、前記液体製剤が該毛細通路に入る時に該液体製剤の圧力を増大させる流体要素と、
を含むことを特徴とするエーロゾル発生システム。
【請求項２】
前記流体要素は、前記液体製剤が前記毛細通路に入る前に該液体製剤の粒子サイズを低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流体要素は、前記毛細通路の詰まり及び／又は該毛細通路内の圧力スパイクを低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記流体要素は、管状部材であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記管状部材は、約１００ｍｍから３００ｍｍ（４インチから１２インチ）の長さを有することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記毛細通路は、毛細管であり、
前記管状部材の内径が、前記毛細管の内径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記流体要素は、コイル状管状要素であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コイル状管状要素は、螺旋形状を有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体要素は、非線形チャンネルを有するプレート状要素であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流体要素は、前記ポンプユニットと前記毛細通路の出口との間の圧力を毎秒２０マイクロリットル（μｌ／ｓ）の液体流量において約１ＭＰａから７ＭＰａ（１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉ）だけ増大させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記毛細通路は、該毛細通路の内径よりも小さいサイズの出口を有する毛細管であり、
前記液体製剤は、加熱器ブロックによって少なくとも部分的に気化される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
乳児の肺にエーロゾルとして送出するようになった肺表面活性剤を収容する液体製剤の供給源を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
エーロゾルを生成する方法であって、
毛細通路の入口での液体材料の圧力が少なくとも１０００ｐｓｉであるように、加熱した毛細通路に液体材料を供給する段階と、
前記加熱した毛細通路を用いてエーロゾルを発生させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
流量の増加した加熱エーロゾルを生成するために加熱空気を前記発生したエーロゾルと混ぜる段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱エーロゾルを遠隔位置まで通路に沿って連通させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体材料は、約７．９ＭＰａから１０ＭＰａ（１１５０ｐｓｉから１４５０ｐｓｉ）の圧力で前記毛細通路の前記入口に入ることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記液体材料は、前記毛細通路の前記入口に入る前にサイズの縮小した流体要素を通して送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記液体材料は、前記毛細通路において少なくとも部分的に揮発し、該揮発した液体は、通路の長さに沿って均一な断面を有する該毛細通路の出口を通って出て、該出口は、前記入口よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記液体材料は、肺表面活性剤を含み、前記エーロゾルは、ＣＰＡＰ空気送出ラインに供給されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記液体材料は、毎秒１８から２２マイクロリットル（μｌ／ｓ）の流量で前記毛細通路の前記入口に連続的に送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記液体材料は、前記毛細通路の前記入口の直径よりも小さい内径を有する線形又は非線形通路を通して送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
液体製剤が、毛細通路において少なくとも部分的に気化し、該毛細通路から排出されてエーロゾルを形成するエーロゾル発生器と、
前記エーロゾル発生器に液体製剤を供給するようになったポンプユニットと、
前記ポンプユニットと前記毛細通路の間に位置し、前記液体製剤が該毛細通路に入る時に該液体製剤の圧力を増大させる流体要素と、
を含むことを特徴とするエーロゾル発生システム。
【請求項２】
前記流体要素は、前記液体製剤が前記毛細通路に入る前に該液体製剤の粒子サイズを低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流体要素は、前記毛細通路の詰まり及び／又は該毛細通路内の圧力スパイクを低減することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記流体要素は、管状部材であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記管状部材は、約１００ｍｍから３００ｍｍ（４インチから１２インチ）の長さを有することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記毛細通路は、毛細管であり、
前記管状部材の内径が、前記毛細管の内径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記流体要素は、コイル状管状要素であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コイル状管状要素は、螺旋形状を有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体要素は、非線形チャンネルを有するプレート状要素であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流体要素は、前記ポンプユニットと前記毛細通路の出口との間の圧力を毎秒２０マイクロリットル（μｌ／ｓ）の液体流量において約１ＭＰａから７ＭＰａ（１５０ｐｓｉから１０００ｐｓｉ）だけ増大させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記毛細通路は、該毛細通路の内径よりも小さいサイズの出口を有する毛細管であり、
前記液体製剤は、加熱器ブロックによって少なくとも部分的に気化される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
乳児の肺にエーロゾルとして送出するようになった肺表面活性剤を収容する液体製剤の供給源を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
エーロゾルを生成する方法であって、
毛細通路の入口での液体材料の圧力が少なくとも１０００ｐｓｉであるように、加熱した毛細通路に液体材料を供給する段階と、
前記加熱した毛細通路を用いてエーロゾルを発生させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
流量の増加した加熱エーロゾルを生成するために加熱空気を前記発生したエーロゾルと混ぜる段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱エーロゾルを遠隔位置まで通路に沿って連通させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体材料は、約７．９ＭＰａから１０ＭＰａ（１１５０ｐｓｉから１４５０ｐｓｉ）の圧力で前記毛細通路の前記入口に入ることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記液体材料は、前記毛細通路の前記入口に入る前にサイズの縮小した流体要素を通して送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記液体材料は、前記毛細通路において少なくとも部分的に揮発し、該揮発した液体は、通路の長さに沿って均一な断面を有する該毛細通路の出口を通って出て、該出口は、前記入口よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記液体材料は、肺表面活性剤を含み、前記エーロゾルは、ＣＰＡＰ空気送出ラインに供給されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記液体材料は、毎秒１８から２２マイクロリットル（μｌ／ｓ）の流量で前記毛細通路の前記入口に連続的に送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記液体材料は、前記毛細通路の前記入口の直径よりも小さい内径を有する線形又は非線形通路を通して送り出されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１０−５４０１５０（Ｐ２０１０−５４０１５０Ａ）
【公表日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２７５６８（Ｐ２０１０−５２７５６８）
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／００３２５８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４４２８１
【国際公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（５９６０６０４２４）フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム (222)
【公表日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／００３２５８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０４４２８１
【国際公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（５９６０６０４２４）フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム (222)
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