JP2008539890A

JP2008539890A - 超音波式エアロゾルゼネレーター

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Publication number: JP2008539890A
Application number: JP2008510225A
Authority: JP
Inventors: エイチ．デハーンウェズリー; エス．ワタナベウィウィック
Original assignee: プルマトリックスインコーポレイテッド
Priority date: 2005-05-05
Filing date: 2006-05-05
Publication date: 2008-11-20
Also published as: AU2006244478A1; WO2006121791A1; EP1888257A1; US20060249144A1; AU2006244478B2; HK1121424A1; CN101247898B; CN101247898A; CA2606935A1

Abstract

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。

Description

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。

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。

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。

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。

米国特許第４，２３８，４２５号米国特許第４，９２１，６３９号米国特許第６，５１１，０５０号米国特許第６，７９３，２０５号

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。

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。

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。

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、
d_pa= d_ps√ρ_p （式１）
を使用して概算される。ここで、ｄ_paは粒子の空力直径（μｍ）、ｄ_ｐは、物理又は実際の直径（μｍ）、ρ_ｐ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の断面を示す斜視図である。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。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。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。本発明の別の実施例の概略図である。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

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

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
液体配合物が生理食塩水を含む請求項２０の方法。
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。
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。
（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。
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。
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。
第２液体配合物が活性剤を含む請求項２４の方法。
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。