説明

超音波式エアロゾルゼネレーター

呼吸可能な寸法範囲の直径を有するエアロゾル形態の液体配合物を毎分0.5ml以上、好ましくは1.0ml以上の高い出口流量下に送達するための超音波式エアロゾルゼネレーターと、本装置の使用方法と、本装置を含むキットとが提供される。超音波式エアロゾルゼネレーター(10)は、少なくとも、(a)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ(11)と、(b)圧電式エンジン(12)と、(c)逃がし孔(13)と、(d)エアロゾル送達要素(20)と、を収納する。好ましくは、エアロゾル送達要素を介してユーザーに送られるエアロゾル粒子は、平均空力直径が1〜20μm、好ましくは1〜10μmの間、最も好ましくは1〜5μmの間である。随意的には、超音波式エアロゾルゼネレーターは、1つ以上の配合物を同時に送達する設計とされ、好ましくは低コスト及び又は安定な配合物を、もっと高価で及び又は不安定な配合物と同時に投与する。好ましい実施例では超音波式エアロゾルゼネレーターは個人ユーザー用の手持ち形デバイスである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、2005年5月5日付けで提出した米国特許出願番号第60/678,085号及び同年9月9日付で提出した同第60/715,670号の優先権を主張するものである。
本発明は、エンドユーザー用の、液体配合物をエアロゾル化し投与する改良装置の分野に関わる。
【背景技術】
【0002】
例えば、呼吸器系の伝染病(ARIDとしても知られる)の空気感染防止又は嚢胞性繊維症治療のようなある用途上、呼吸可能な粒子寸法範囲にエアロゾル化した配合物を大量送達する需要がある。現在入手することのできるエアロゾルゼネレーターには噴霧器や加湿器が含まれる。
【0003】
液体噴霧器は薬用エアロゾル発生用のものとして一般的なものである。噴霧器にはジェット式と超音波式の2つのタイプがあり、代表的には小型の、手持ち式の装置である。ジェット噴霧器はベンチュリ原理によって液体を吸引して高速のエアジェットとし、液体は剪断されて小液滴となる。高速エアジェットを発生させるエネルギーはこの動作を駆動するエアコンプレッサから供給される。超音波式噴霧器は交流電流を高周波の音響エネルギーに変換し、この音響エネルギーによって溶液は非常に微細なミストとされ、穏やかに噴霧される。超音波式の噴霧器は代表的には、約5ml又はそれ未満の液体を収納するように設計した小型の薬剤リザーバを収納する。標準的な超音波式空気清浄器は、液体媒体によって圧電ディスクから分離された薬剤リザーバと、非多孔質の、代表的にはプラスチック層とを有し、エアロゾル化チャンバからエアロゾルを押し出すファンをも収納する。標準的な超音波式噴霧器の例には、MabisMist(商標名)、DeVilbiss(商標名)、PULMOSONIC(登録商標名)型超音波噴霧器、が含まれる。ある超音波式噴霧器は、薬液と接触して微細なエアロゾル液滴を形成する振動篩を収納する。振動篩型の超音波式噴霧器の例には、Pari GmbH eFlow Nektar Aeroneb Goが含まれる。別の超音波式噴霧器は静止篩を収納し、薬液と接触する振動ホーンを有する。この振動ホーンは静止篩を通して薬液を押し流して微細なエアロゾル液滴を形成させる。静止篩型の超音波式噴霧器の例には、OMRON(登録商標名)、MICRO AIRE(登録商標名)、I-Neb Adaptive Aerosol Delivery Sytem(RESPIRONICS社の登録商標名)、が含まれる。現在入手可能なジェット式及び超音波式の各噴霧器は、エアロゾル出口速度が0.5ml/分といった低速のものである。
【0004】
加湿器は閉鎖環境内の湿度レベルを維持するために使用される。超音波式加湿器は温度上昇を伴わずに水エアロゾルを発生する。無鉱物水のリザーバ内に沈めた圧電ディスクを使用して電子振動を機械振動に変換し、この機械振動が水の表面に差し向けられ、かくして超音波周波数が、水液滴の超微細ミストを生じさせる。別の超音波式噴霧器は米国特許第4,238,425号、同4,921,639号、同6,511,050号に記載される。これらの内の幾つかのものは、貯蔵タンクの水位が維持され得るように、又は、水タンクの再充填がずっと容易化され得るように設計される。米国特許第6,793,205号には、ミストを大気中に噴霧する前にミスト内のバクテリアを完全殺菌することのできる複合式加湿器が記載される。しかしながら、こうした加湿器はミストを直接呼吸するための設計を有さず、呼吸可能な粒子寸法範囲のエアロゾルを発生するようにはなっていない。
【0005】
【特許文献1】米国特許第4,238,425号
【特許文献2】米国特許第4,921,639号
【特許文献3】米国特許第6,511,050号
【特許文献4】米国特許第6,793,205号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする課題は、液体配合物の経肺投与用の、エアロゾル化した配合物を大量に送達するための改良装置を提供することである。
解決しようとする他の課題は、液体配合物をエアロゾル化する改良方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
液体配合物を、0.5ml/分以上、好ましくは1.0ml/分以上の高い出口流量で且つ呼吸可能な粒子寸法範囲の直径でエアロゾル形態下に送達するための超音波式エアロゾルゼネレーター及びその使用方法が提供される。超音波式エアロゾルゼネレーター(10)は、少なくとも、(a)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ(11)と、(b)圧電式エンジン(12)と、(c)逃がし孔(13)と、(d)エアロゾル送達要素(20)と、を収納する。エアロゾル送達要素を介してユーザーに送られるエアロゾル粒子は、平均空力直径が1〜20μmの間であることが好ましく、より好ましくは1〜10μm、最も好ましくは1〜5μmの間である。随意的には超音波式エアロゾルゼネレーターは、同時に1種類以上の配合物を送達するような設計とされ、低コストで及び又は安定な配合物をもっと高価な及び又は不安定な配合物と同時に投与することが好ましい。好ましい実施例では、超音波式エアロゾルゼネレーターは個人ユーザー用に設計した手持ち式のものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
I.超音波式エアロゾルゼネレーター
本発明の超音波式エアロゾルゼネレーター(10)は、(a)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ(11)と、(b)圧電式エンジン(12)と、(c)逃がし孔(13)と、(d)エアロゾル送達要素(20)と、を収納する。本装置は、呼吸可能な寸法範囲内の直径を有するエアロゾル粒子を高発生量下に創出する設計とされる。ここで“高発生量”とは、0.5ml/分以上、好ましくは0.8ml/分以上、好ましくは1.0ml/分以上、最も好ましくは2.0ml/分であることを意味する。
【0009】
エアロゾル化粒子は、平均空力直径が1〜20μmの間であることが好ましく、より好ましくは1〜10μm、最も好ましくは1〜5μmの間である。円滑な球状粒子の空力直径は、以下の式、即ち、
dpa= dps√ρp (式1)
を使用して概算される。ここで、dpaは粒子の空力直径(μm)、dは、物理又は実際の直径(μm)、ρは、粒子密度(g/cm3)である。粒子寸法は任意の好適な方法を用いて測定され得る。
【0010】
本発明の好適な方法には、レーザー回折分析機器(例えば、ニュージャージー州のSympatec Helos/BF,Sympatec, Princetonの)の使用が含まれる。レーザービームは、粒子が平行光ビームを回折させる位置である測定ゾーンに差し向けられる。マルチ信号検出器が回折角度と光強度を測定し、この測定値を粒子寸法分布に変換する。光学濃度(Copt)を決定し、次いで、質量中位径(d50)と、幾何学的な標準偏差(GSD)値を測定し得る。
【0011】
超音波式エアロゾルゼネレーターは、ベンチトップデバイスの形態の如き静止装置であり得、又は、手持ちデバイスの形態のようなポータブル装置であり得る。図1a及び図1bには静止装置の好ましい実施例が示され、図2には手持ちデバイスの好ましい実施例が示される。手持ちデバイスは代表的には高さが約13cm(5in)未満、幅が約10cm(4in)未満のものであるが、好ましい実施例では高さは約11cm(4.5in)、幅は約8cm(3in)である。
【0012】
a.液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ
液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ(以下、単に“チャンバ“とも称する)11は容器であって、底部29と、この底部と直交する1つ以上の壁30a及び30bと、頂部31とを有する。リザーバは少なくとも5ml、好ましくは5ml以上、より好ましくは8ml以上、より好ましくは15ml以上、最も好ましくは45mlの液体配合物を貯蔵するに十分なものである。静止形態でのリザーバは、好ましくは50〜300ml、最も好ましくは100〜200mlの液体を収納する設計とされ、手持ち形態の場合は5〜60ml、好ましくは8〜60ml、最も好ましくは15〜45mlの液体を収納する設計とされる。液体配合物の1回の投与量は代表的には1mlであるので、リザーバは代表的には多数回の投与分の配合物を収納する設計とされる。対称的に、従来の手持ち式の噴霧器の場合、リザーバは典型的にはより小型のものであり、液体収納量は5mlまでであるに過ぎない。圧電エンジン12は代表的にはリザーバの底部に位置付けられ、液体配合物と接触する。従来の超音波式噴霧器と比較して液体リザーバの容積が大きいことから放熱性が改善されると共に、一回の充填で多数回投与用に十分な配合物を収納させることが可能である。
【0013】
液体リザーバ/エアロゾル化チャンバは、2つの主領域、即ち、下方領域32aと、上部領域32bとを収納し、下方領域32aには液体が貯蔵され、エアロゾルが上方領域32b内で形成され、循環及び放出される。上方領域32bは代表的には、装置の始動前に液体配合物の表面から計測して少なくとも20mm、好ましくは25〜75mm、最も好ましくは35〜50mmの高さを有する。上方領域は、圧電エンジンを始動させると生じるエアロゾルコーンを収納する設計とされる。代表的には高ワット型の圧電エンジンを使用し、この圧電エンジン12をチャンバの下方領域32aに位置付ける。
【0014】
チャンバは、例えば連結用チューブ25(図2、3、4参照)を介して直接又は間接的に装着し得る1つ以上の出口22(図1a及び1cに1つが示される)を収納する。各出口の位置は、エアロゾルが重力及び濃度勾配によってチャンバを出、次いでエアロゾル送達要素内に送られるように最適化される。エアロゾルを搬送するのにブロワ又はファンは無用である。
随意的には、チャンバ11は液体配合物の温度を測定する温度計33を収納する。装置は随意的には、液体配合物の温度が、プリセットされた温度上昇値に達すると圧電エンジン12を切るスイッチ(図示せず)を収納する。チャンバ11は随意的には、エアロゾル化最中の温度又は温度範囲をプリセット値に維持する温度フィードバックコントローラ(図示せず)を収納する。チャンバ11は随意的には、液体高さセンサ36を収納する。装置は随意的には、液体高さが、最小又は最大のプリセット高さに達すると圧電エンジン12を停止させるスイッチ(図示せず)を収納する。
【0015】
1.出口:
単数又は複数のエアロゾル出口は、エアロゾル化チャンバを単数又は複数のエアロゾル送達要素に連結する単数又は複数の領域であり、代表的には、チャンバの底部と直交する壁の上部付近に位置付けられる。図1a及び図1bに示されるように、出口22はチャンバの、圧電エンジン12から遠い側の上方領域に位置付けることが好ましい。静止形態の装置の場合、単数又は複数の出口22を、圧電エンジン12の、液体配合物と接している表面よりも20mm以上、好ましくは50mm以上、最も好ましくは80mm以上高く位置付けることが好ましい。出口22は、チャンバの壁の1つにおける孔のような開口であり得る。あるいは出口22は、図1aに示すような、チャンバの壁とバッフルとの間の間隙形態のものであり得る。本実施例では粒子は、以下に説明するように、壁を越え且つバッフル14をかわすことによってのみ、チャンバから出ることができるが、大きな粒子の殆どはこれが出来ず、一方、呼吸可能な寸法範囲の小粒子は出口を通過してエアロゾル送達要素に入る。
【0016】
図2に例示されるように、手持ちデバイス形態の装置ではチャンバは代表的には出口22は1つであり、バッフル14と、エアロゾル送達要素20との間の開口であり得る。本実施例では粒子はバッフル14の周囲を通過し、バッフル14と、エアロゾル送達要素20用のチューブ25との間の狭い開口部を通過してのみチャンバを出ることができるが、大きな粒子の殆どはこれが出来ずにこの空間部分に嵌り、一方、呼吸可能な寸法範囲の直径を有する小さな粒子は出口22を通過してエアロゾル送達要素20に入る。手持ち式デバイスでは出口22を圧電エンジン12の約45mm上方に位置付けることが好ましい。
【0017】
2.バッフル
随意的にはリザーバは、エアロゾルの流れを配向し、大きな粒子をろ別し、かくしてチャンバの下流側でのエアロゾル付着量を最小化するべく形態付けしたバッフルを1つ以上収納する。バッフルは平坦な表面を有する、円筒状の孔開けプレートを含む任意の好適な幾何型状のものであり得る。図1aに示すように、バッフル14は壁形態のものであることが好ましい。手持ち式デバイスの別の好ましい実施例では、バッフル14はシリンダー形態のものである。バッフルの直径は、エアロゾル送達要素用のチューブ25の直径よりも若干大きいことが好ましい。粒子は代表的には30μm以上であり、好ましくは20μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、バッフル14と接触し、エアロゾルの流れから除去される。バッフル14は、直径が30μm以上、より好ましくは10μm以上の粒子の80%以上を空気流れから除去せしめる設計とすることが好ましい。随意的には、除去された粒子はリザーバ11内の液体に戻される。
【0018】
バッフルは代表的にはエアロゾル通路に沿ったどこかに配置される。バッフルは好ましくは図3に示すように、任意の呼気逆止弁5の手前に、そして最も好ましくはエアロゾル化チャンバの出口22位置に位置付けられる。随意的には装置は、一連の2つ以上の弁のような、1つ以上の逆止弁を収納する。この1つ以上の逆止弁はユーザーの呼気間に装置からエアロゾル粒子が排出されないようにする。
図1aに示されるように、チャンバ11が、エアロゾル化される粒子を包囲する一群のバッフル(15a、15b、15c)を収納することが好ましい。これらのバッフル(15a、15b、15c)は、特に大きな粒子をキャッチしてこれを下方領域の液体に戻すスプラッシュガードとして機能する。
【0019】
3.フィーダー:
液体配合物はエアロゾル化用の液体リザーバに直接付加されるか、又は液体を徐々に付加することのできる配合物フィーダーを介して付加され得る。配合物フィーダーは、液体リザーバ内の液体高さを制御する形態のものとされ得る。配合物フィーダーには、ユーザーが、配合物の付加量を計測し得るように目盛付けすることができる。配合物フィーダー(図3の要素16)は、チューブ38状又は容器とチューブとを組み合わせた形態のものであり得る。図1aに示す好ましい実施例では、配合物フィーダーは、液体配合物を収納するボトル18に連結し、また図示しないチューブと連結する設計とした取り外し可能部分17を有する。チューブの反対側の端部は液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ11と、好ましくはその下方領域の開口と連結する。取り外し可能部分17は、配合物フィーダー16に連結すると、配合物はボトルから自由に流れ出て液体リザーバ11に入ることが出来るようになる。配合物フィーダー16は、ボトルを装置から離した時に液体がボトル18から出ないようにするための、図示しない容器手段をも収納する。好適な容器手段には弁又はプラグが含まれる。随意的には配合物フィーダーは、液体配合物をチャンバ32aの下方領域に直接配置し得るように装置から取り外し可能とされ得る。
【0020】
随意的には装置は、1つ以上の配合物を同時に送達する設計とされ得る。この実施例は、高価な、又は不安定な配合物を安価で且つ、又は安定な配合物と共に投与するために特に好適なものである。この実施例では図4に示すように、配合物の1つを液体リザーバに直接付加し、別の配合物を配合物フィーダー16を介して付加する。あるいは液体リザーバは2つ以上のチャンバを収納し、各チャンバを各配合物送達用としたものでもあり得る。あるいは各配合物を別個の配合物フィーダーを通して液体リザーバに別個に付加することができる。配合物フィーダーは、ユーザーが液体リザーバに付加する各配合物を計量することができるように目盛付けすることができる。
【0021】
4.膜:
1実施例では、リザーバは2つの液体を分離させる設計とした膜を収納する。本実施例では圧電エンジン12は、この膜を介して第2の液体、即ち、被エアロゾル化液体配合物と接触する第1液体と直接接触する。膜は、2つの液体同士を接触させないように十分非多孔質のものであることが好ましい。膜は薄く且つ、合成又は天然材料(例えばプラスチック又はゴム)から形成され得る。本実施例は、被エアロゾル化液体配合物への伝熱量を減少させる又は伝熱防止のために使用され得る。本実施例により送達される液体配合物は、圧電エンジンと接触した時、この圧電エンジンによって加熱され、過熱状態下では不安定なものであることが好ましい。
第1の液体は、被エアロゾル化液体、即ち第2の液体とインピーダンス値が同じものを選択することが好ましい。第1の液体は、第2の液体が水性配合物である時は水であることが好ましい。
【0022】
b.圧電エンジン:
圧電エンジン12は代表的には高ワット型エンジンであり、エンジン出力は10ワット以上、より好ましくは15ワット以上、最も好ましくは25〜35ワットであることが好ましい。超音波は好ましくは100kHz以上の周波数、より好ましくは1MHz。最も好ましくは1.5MHz以上の周波数で好ましく創出される。代表的な周波数には、1.7MHz及び2.4MHzが含まれる。好適な圧電エンジン例は、直径が20mm、周波数が1.7MHz、出力が24ワットのもであり、代表的には液体と接触する平坦な表面を有する。
【0023】
c.逃がし孔:
エアロゾル流れを重力駆動するために、周囲空気圧に開放する逃がし孔13をチャンバ11に設ける(図1a、2、3参照)。逃がし孔13は、少量の空気流れを装置内に流入させて、排出されるエアロゾルによって発生する真空を相殺させ、かくしてエアロゾルをエアロゾルチャンバ11から連続排出させ得る。逃がし孔13は、エアロゾルの出口22よりも高い位置に位置付けられ、大きなエアロゾル粒子がこの逃がし孔13を通して逃出しないようにするための1つ以上のバッフルを収納することが好ましい。随意的にはチャンバ11はその上部に、図2に例示する手持ち式デバイスに示すような取り外し自在の蓋40を有する。完全に組み立てた状態では蓋はエアロゾル化チャンバ32bに装着される。逃がし孔13はこの蓋に位置付け得る(図1a参照)。随意的には逃がし孔13は、吸気される空気は通すが、呼気された空気はそこを通さない逆止弁を有する。代表的にはエアロゾル濃度勾配と組み合わせてのエアロゾルの重力駆動流れが、エアロゾルをチャンバ11から、次いでエアロゾル送達要素20を通して押し出す。かくして、装置はエアロゾルをチャンバ11から押し出すためのファンを有さない。
【0024】
d.エアロゾル送達要素:
エアロゾル送達要素20は、出口22から単数又は複数のエンドユーザーへのエアロゾル流路を有する。図2に示すように、エアロゾル送達要素20は、エアロゾル出口チューブ25と、エアロゾルをユーザーに送達するためのユーザーインターフェース24とを有し得る。図1aに示すように、エアロゾル送達要素は、ユーザーインターフェース24に加え、エアロゾルを収集する直立型リザーバ26と、周囲環境へのエアロゾル放出を最小化するための呼気ベント28と、を更に有する。図3に示すように、エアロゾル送達要素20は、配合物又は装置が呼気中に汚染されないようにするための呼気逆止弁5をも有する。
【0025】
1.ユーザーインターフェース:
ユーザーインターフェース24はエアロゾルをユーザーに送達するような設計とされ、マウスピース、ユーザーの口と鼻とをカバーし且つユーザーの顔にシールされるマスク、1つの鼻カニューレ、2つの鼻カニューレ、又は、ユーザーがその顔をその15cm以内、好ましくは5cm以内に位置付けた場合にエアロゾルをユーザーの口及び又は鼻に差し向ける開口、であり得る。図2に示すような好ましい実施例では、装置はマウスピース形態の単一のユーザーインターフェースを有する。別の実施例ではユーザーインターフェースは図示されない開口形態のものである。随意的には装置は、エアロゾル化した配合物を一人以上のユーザーに同時にか又は順次送達するための1つ以上のユーザーインターフェース(図示せず)を有する。
【0026】
ユーザーインターフェースの位置を、エアロゾルチャンバの出口に関して固定する必要はない。図3に示すような1実施例では、ユーザーインターフェース24は可撓性のチューブ25を介して出口に接続される。この実施例ではユーザーインターフェースは、エアロゾル送達要素におけるエアロゾルオーバーフローを防止するべく、エアロゾル出口よりも高い位置に配置することが好ましい。ユーザーインターフェースが出口に接続するための可撓性のチューブを有さないような別の実施例では、ユーザーインターフェースはチャンバからのエアロゾル出口と少なくとも同じ高さ(例えば、図2参照)、より好ましくはチャンバの最高位置よりも上方に位置付けられる(図1a)。
【0027】
2.エアロゾル出口チューブ:
図2及び図3に示すような1実施例では、ユーザーインターフェースは、ユーザーインターフェース24を出口22に連結するためのエアロゾル出口チューブ25を有している。チューブ長さは、約127cm(50in)未満、より好ましくは25.5cm(10in)未満、最も好ましくは12.5cm(5in)未満である。
3.直立型リザーバ:
図1aに例示するような1実施例では、エアロゾル送達要素は、ユーザーが吸気する前にエアロゾルを溜めておくことのできる直立型リザーバ26を有する。直立型リザーバの容量は、500ml未満又は500ml、最も好ましくは250ml未満又は250mlであることが好ましい。
直立型リザーバの底部は、エアロゾル化チャンバからの出口と等しい又はそれ以下の高さに位置付け、好ましくは、出口よりも20mm下方、より好ましくは50mm下方に位置付けることのが好ましい。
【0028】
4.呼気ベント:
好ましい実施例ではエアロゾル送達要素は、呼気中に周囲環境に開放する呼気ベント28を有する。随意的には、呼気ベントは周囲空気へのエアロゾル放出量を最小化するための低抵抗性フィルターを含む。この構成は、装置をクリーンルーム内で使用する場合に特に有益である。
随意的には呼気ベントは、吸気中の、周囲空気によるエアロゾルの希釈を最小化するための逆止弁を含み、また随意的には、呼気中には閉じて呼気される空気を呼気ベントを通して送り、かくして、配合物と、呼気中に装置外に押し出されるエアロゾルとが汚染されないようにする第2逆止弁を含む。好適な逆止弁は、その型状を維持することのできる、例えば、きつく編んだナイロンシート、単一又は多数のポリマーフィルム層、又は単一又は複数のエラストマーの様な、薄い、非多孔質の、軽量材から形成され得る。逆止弁は、僅かな圧力変化によって開閉するが、図1aに例示する好ましい実施例では、そうした圧力変化は水の10cm未満、より好ましくは1cm未満、最も好ましくは5mm未満の変化によるものである。逆止弁は、開放位置にある時はエアロゾルの付着損失を防止するべく、エアロゾルを逆止弁を通して流すように大きく開放されるべきである。
【0029】
II.装置の使用方法:
投与されるべき配合物を、この配合物を液体リザーバに送る配合物フィーダーに直接配置するか又は供給することによって液体リザーバ内に配置する。好ましくは、配合物を収納するボトル18を配合物送給物17に接続する。この配合物送達法によれば液体配合物が汚染される恐れが低下する。
液体リザーバに配合物を十分充填した後、圧電エンジンを始動する。圧電エンジンを始動する前に、1つ以上のエアロゾル送達要素を1つ以上の出口に装着するのが好ましい。
1実施例では、ユーザーは、その口及び又は鼻を覆うユーザーインターフェースを配置し、このインターフェースを通して呼吸を開始する。第2実施例ではユーザーはその口をエアロゾル送達要素の開口部に配置し、呼吸を開始する。一人以上のユーザーが装置を同時に又は順次使用することができる。
【0030】
1実施例では装置を、1つ以上の配合物を同時に投与するために使用する。図4に例示するこの実施例では、生理食塩水のような第1配合物を液体リザーバ11の下方領域32aに直接配置し得る。第2配合物は配合物フィーダー16内に貯蔵され得、この配合物フィーダー16は、液体リザーバ(図示せず)に付加する配合物量を計測するための目盛を有することが好ましい。配合物フィーダーの出口は、第1配合物の表面よりも上方(図4に示すように)の、チャンバ11の上方領域32b又は第1配合物(図4には示されず)の表面よりも下方になるように位置付け得る。あるいは、第2配合物を多数の位置、例えば、圧電エンジンを始動した際に第1配合物によって形成されるコーンの周囲部分に沿った多数の位置から液体リザーバに付加するための多数の配合物フィーダー(図示せず)を有する。あるいは装置は、液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ11の下方領域32a内に2つの画室(図示せず)を有し得、第1配合物を第1画室に直接付加し、第2配合物を第2画室に直接付加する。第2画室は第1画室よりも上方となる形態のものとすることがこのましい。2つの画室を有する実施例では、超音波エネルギーは第1配合物を通して第2画室に送られ、それにより、第2配合物に移行する熱量が減少する。
これらの各装置では、超音波エネルギーは両配合物に移行され、これらの配合物をエアロゾル化する。かくしてエアロゾルはチャンバの出口22に到達する前に良好に混合される。更には、第1配合物は代表的には安価であり、より安定であり、装置壁を洗浄し、代表的にはずっと高価な第2配合物を保護するために使用し得る。これにより、第2配合物のみを投与する装置と比較して第2配合物をずっと大量に投与することが可能である。
【0031】
a.液体配合物:
装置は、液体配合物を、病院、工場、クリーンルームのような状況、又は家庭又は個人的状況における一人以上のユーザーに送達するために使用し得る。液体配合物は溶液又は懸濁液の形態のものであり得る。1つ以上の添加剤、随意的には1つ以上の活性剤を含有する任意の液体配合物を本装置を使用して投与し得る。添加物は1つ以上の不揮発性塩を含有することが好ましい。配合物は、不揮発性成分を含有する水性溶液又は懸濁液であることが好ましい。1実施例では配合物は生理食塩水である。塩は抗病原体剤として作用するべく投与され得る。ある実施例では配合物は薬のような活性剤を含する。好適な薬には、抗ウィルス薬、抗バクテリア薬、単数又は複数の抗細菌剤、が含まれる。配合物は水性溶液を含有することが好ましいが、1つ以上の有機性溶媒を含有し得る。溶液は、室温(25℃)、37℃、40℃、及び又は60℃以上の温度下に安定であることが好ましい。
【0032】
随意的には、装置は1つ以上の配合物を同時に送達する設計のものと成し得る。例えば、装置は、2つの配合物を送達し得、第1配合物が比較的安価で且つ安定な例えば生理食塩水であり、第2配合物が、ずっと高価及び又は不安定なものであり得る。ここで”ずっと高価”であるとは、第2配合物が第1配合物よりも高価であるという意味である。代表的には第2配合物は第1配合物より少なくとも5倍高価である。以下の各例では生理食塩水が第1配合物として含まれ、薬配合物が第2配合物として含まれる。かくして、第2配合物は室温及び又は37℃、40℃、及び又は60℃以上の温度下に安定である。
【0033】
III.装置の使用:
装置は、呼気されるバイオエアロゾル生成物を抑制してARIDの拡散を防止し得る配合物を送達するために、又は、ARID(たとえばインフルエンザ、結核)、又は重症急性呼吸器症候群(SARS)を治療及び防止するための配合物を送達するために使用することが好ましい。代表的には、一回に一つの配合物を投与するために使用する場合、配合物は安定な水性配合物であって、随意的には1つ以上の活性剤、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上の温度下に安定な活性剤を含有する、例えば生理食塩水である。装置は随意的には、配合物の混合物を投与するために使用される。装置は随意的には、第1配合物よりも安定性が低く及び又はもっと高価な第2配合物を送達するために使用され得る。
装置は随意的には、ベンチレーター又は持続陽圧呼吸療法(CPAP)装置の様なその他装置に連結し得る。
【0034】
例:図3及び図2に示した構成に夫々相当する2つの装置(図5及び図6に夫々装置A及び装置Bとして示す)を試験し、市販入手可能な超音式波噴霧器、ジェット式噴霧器、超音波加湿器と比較した。テストには、2つの異なる超音波式噴霧器(AERONEB(登録商標名)Go Model7000(AeroGen社)、OMRON(登録商標名)MICROAIRE(登録商標名)ModelNE-U22V、図5及び図6に夫々A 及びBとして表示)と、4つの異なるジェット式噴霧器(Hudson RCI Micro Mist Model 1882;Invacare SIDESTREAM(登録商標名) Model MS2400(英国Medic-Aid Limited社); RESPIRONICS(登録商標名) VENTSTREAM(登録商標名) Model PL273, そしてOMRON(登録商標名) CompAir Elite Model NE- C21V;(夫々図5及び図6で A、B、C、D、と表示)と、3つの異なる超音波式噴霧器(WALGREENS(登録商標名)Model 700,VICKS(登録商標名)Model V5100N,SUNBEAM(登録商標名)Model 697-6,図5及び図6で夫々A、B、Cと表示)を使用し、それらのエアロゾルの出口流量と平均粒子寸法とを決定した。市販入手可能な全ての装置をマニュアル通りに運転した。何れの試作物においても、直径20mmの圧電ディスクを備え、1.7MHz、20ワットで運転される圧電エンジンを使用した。全ての試験を室温及び等張生理食塩水圧力下に実施した。
【0035】
一回の投与期間中に各装置から放出されるエアロゾル量(即ち、エアロゾル出口流量)は、2つのフィルター(303,生命徴候)を装置の出口位置に直列配置し且つ作動前後の各フィルターの重さを計測する重力測定法によって決定した。エアロゾルの出口流量を各フィルターの重量変化の測定値から算出した。各試験を、全ての噴霧器及び試作物においては、それらを通して毎分15リットルの空気が抜き出され、超音波加湿器においてはその内蔵ファンによって駆動され排出されるエアロゾルを捕捉するための空気流れが十分である状況下に実施した。データは図5に示される。図5に示すように、図2及び図3に例示し、ここで説明した各装置(装置A及びB)の出口流量が、試験した全ての装置の内で最も多く、エアロゾルの出口流量は毎分2.0ml以上であった。全てのその他の装置でのエアロゾル出口流量は2.0ml未満であった。全てのジェット式噴霧器及び超音波式噴霧器ではエアロゾル出口流量は毎分0.5ml未満であった。
【0036】
R2レンズ付きの、Sympatec製のHelosレーザー回折分析装置を用いて全ての粒子サイズ度試験を実施した。この試験ではエアロゾル出口試験で使用したと同じ試験流量及び装置構成を使用した。各装置はレーザービームの正面位置に配置し且つ起動させた。レーザービームを、粒子が光の平行ビームを解析させる位置である測定ゾーンに差し向けた。マルチ信号検出器が回折角度と、光強度とを計測し、このデータを粒子の寸法分布データに変換した。光学濃度(Copt)を決定し、質量中位径(d50)と、幾何学的な標準偏差(GSD)値とを算出した。このデータを図6に示す。図6に示すように、図2及び図3に装置A及びBとして示す各装置が、質量中位径が約4μmである状態での呼吸可能な寸法範囲内の粒子を創出した。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1a】本発明の断面を示す斜視図である。
【図1b】図1aの実施例の、液体及びエアロゾル用の流路を矢印で示した断面図である。
【図1c】送致の随意的な特徴の幾つかを示した図1aの実施例の斜視図である。
【図2】手持ち式の超音波式エアロゾルゼネレーターの概略図である。
【図3】本発明の別の実施例の概略図である。
【図4】2つ以上の配合物を同時に送達する設計とした超音波式エアロゾルゼネレーターの概略図である。
【図5】図2及び3に示す本発明の装置におけるエアロゾルの出口流量(ml/分)を市販入手可能な別の装置のそれと比較した棒グラフである。
【図6】図2及び3に示す本発明の装置から放出されるエアロゾル粒子の主要平均直径(μm)を市販入手可能な別の装置のそれと比較した棒グラフである。
【符号の説明】
【0038】
5 呼気逆止弁
10 超音波式エアロゾルゼネレーター
11 液体リザーバ/エアロゾル化チャンバ
12 圧電式エンジン
13 逃がし孔
14 バッフル
16 配合物フィーダー
17 取り外し可能部分
18 ボトル
20 エアロゾル送達要素
22 出口
24 ユーザーインターフェース
25 連結用チューブ
26 直立型リザーバ
28 呼気ベント
30a、30b 壁
31 頂部
32a 下方領域
32b 上部領域
33 温度計
36 液体高さセンサ
38 チューブ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
超音波式エアロゾルゼネレーターであって、
(i)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバにして、上方領域及び下方領域を含み、上方領域が1つ以上の出口を有する液体リザーバ/エアロゾル化チャンバと、
(ii)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの下方領域内に位置付けた圧電式エンジンと、
(iii)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの上方領域内に位置付けた少なくとも1つのバッフルと、
(iv)単数又は複数の出口の上方に位置付けた逃がし孔と、
(v)超音波式エアロゾルゼネレーターが、毎分1ml以上の出口流量に置いて呼吸可能な寸法範囲のエアロゾル粒子を創出し得るエアロゾル送達要素と、
を含む超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項2】
液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの下方領域が5ml以上の液体を保持する請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項3】
圧電式エンジンが高ワット型エンジンである請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項4】
エンジン出力が10ワット以上である請求項3の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項5】
エアロゾル出口チューブ、呼気逆止弁、直立型リザーバ、ユーザーインターフェース、呼気ベント、から成る群から選択した少なくとも1つの要素を更に含む請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項6】
マウスピース、マスク、鼻カニューレ、開口、から成る群から選択したユーザーインターフェースを含む請求項5の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項7】
直立型リザーバを更に含む請求項6の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項8】
直立型リザーバが500ml未満又は500mlである容積を有する請求項7の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項9】
手持ち式デバイス形態のものである請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項10】
ユーザーインターフェースを含み、該ユーザーインターフェースがチューブ及びマウスピースを含む請求項9の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項11】
上方領域が1つの出口を含み、バッフルが円筒形状を有し且つ前記出口位置に位置付けられる請求項10の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項12】
液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの下方領域が5ml以上の液体を保持する請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項13】
少なくとも1つのフィーダーを更に含み、該フィーダーが液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの下方領域に接続される請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項14】
少なくとも1つのフィーダーを更に含み、該フィーダーが液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの上方領域に接続される請求項1の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項15】
1つ以上のフィーダーを含む請求項14の超音波式エアロゾルゼネレーター。
【請求項16】
請求項1〜15の何れかに記載する超音波式エアロゾルゼネレーター液体配合物をユーザーに送達するための方法であって、
(a)液体リザーバ/エアロゾル化チャンバの下方領域をエアロゾル化するべき液体配合物を充填すること。
(b)圧電式エンジンを始動すること、
を含む方法。
【請求項17】
圧電式エンジンを始動する前にユーザーの口及び鼻の上部又は近接してユーザーインターフェースを配置することを更に含む請求項16の方法。
【請求項18】
液体配合物が1つ以上の賦形剤又は活性剤又はその組み合わせを含む請求項16の方法。
【請求項19】
液体配合物が水性溶液又は懸濁液の形態のものである請求項16の方法。
【請求項20】
液体配合物が1つ以上の不揮発性塩を含む請求項19の方法。
【請求項21】
液体配合物が生理食塩水を含む請求項20の方法。
【請求項22】
不揮発性塩が液体配合物に少なくとも0.1重量%含まれる請求項20の方法。
【請求項23】
超音波式エアロゾルゼネレーターがユーザーに少なくとも0.5mlの投与量の液体配合物を送達する請求項17の方法。
【請求項24】
(b)圧電式エンジンを始動することに先立って、エアロゾル化するべき第2液体配合物をチャンバに付加することを更に含む請求項16の方法。
【請求項25】
チャンバに付加されるに先立ち、第2液体配合物が1つ以上のフィーダー内に配置される請求項24の方法。
【請求項26】
第2液体配合物がチャンバの上方領域に付加される請求項24の方法。
【請求項27】
第2液体配合物が活性剤を含む請求項24の方法。
【請求項28】
超音波式エアロゾルゼネレーターが、空気感染する伝染性の呼吸器系疾患を治療する又は防止するためのエアロゾル化した配合物を有効量投与する請求項16の方法。
【請求項29】
請求項1〜15の超音波式エアロゾルゼネレーターと、1つ以上の液体配合物とを含むキット。

【図1a】
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【図1b】
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【図1c】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2008−539890(P2008−539890A)
【公表日】平成20年11月20日(2008.11.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−510225(P2008−510225)
【出願日】平成18年5月5日(2006.5.5)
【国際出願番号】PCT/US2006/017248
【国際公開番号】WO2006/121791
【国際公開日】平成18年11月16日(2006.11.16)
【出願人】(506299858)プルマトリックス インコーポレイテッド (5)