(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の状態を処置するための医薬の製造における、動電学的に変化させられた水性流体組成物の使用であって、該組成物は、電荷安定化された酸素気泡構造のイオン性水性溶液を含み、該構造は、主として、該流体組成物による被験体の眼の接触の際に眼の状態を処置するのに十分な該イオン性水性流体において持続する１００ナノメートル未満の平均直径を有する、使用。
【請求項２】
酸素が、大気圧にて、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される酸素の量で存在する、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記電荷安定化された酸素気泡構造の量が、大気圧にて、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される、請求項１および２のいずれか１項に記載の使用。
【請求項４】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物中に存在する酸素の少なくとも９０％が、前記電荷安定化された酸素気泡構造中にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の使用。
【請求項５】
前記組成物が、酸素分子によって安定化された溶媒和電子、および、動電学的に変化させられたか、もしくは、荷電された酸素種のうち少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
生理食塩水または酸素富化された生理食塩水を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物がコンタクトレンズ溶液を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の使用。
【請求項８】
前記コンタクトレンズ溶液が複数回使用用のコンタクトレンズ溶液を含む、請求項７に記載の使用。
【請求項９】
前記コンタクトレンズ溶液が保存液、湿潤溶液および洗浄液のうち少なくとも１つを含む、請求項７に記載の使用。
【請求項１０】
前記酸素化水性流体は、シュードモナス細菌の増殖を阻害する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１１】
前記状態は、ドライアイ、角膜刺激、細菌感染、アレルギー性の刺激、および細胞の損傷からなる群より選択される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１２】
前記状態は、傷の結果である、請求項１１に記載の使用。
【請求項１３】
前記傷は、裂傷、擦り傷、破れ、刺し傷、化学、熱、または放射線に起因するやけど、切り傷、引っかき傷、切開、水膨れ、潰瘍および外科創傷からなる群より選択される、請求項１２に記載の使用。
【請求項１４】
前記外科創傷は、レーザー角膜切開術、白内障除去、レンズの移植または取り出し、角膜の変質、レーザー支援角膜切削形成術（ＬＡＳＩＫ）、イントラＬＡＳＩＫ、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、硝子体網膜外科手術、緑内障処置、神経眼科外科手術、斜視外科手術、およびこれらの任意の組合せからなる群より選択される外科手術の結果である、請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物が、さらに抗菌剤、抗炎症剤、疼痛緩和剤、麻酔薬、ビタミン、サイトカイン、アジュバント、保存料、塩、およびこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される治療剤を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１６】
コンタクトレンズの形成における動電学的に変化させられた水性流体組成物の使用であって、該コンタクトレンズの形成は、ポリマー性化合物と、動電学的に変化させられた水性流体組成物からレンズを形成するステップを含み、該組成物は、電荷安定化された酸素気泡構造のイオン性水性溶液を含み、該構造は、主として、該コンタクトレンズの形成を促進するのに十分な該イオン性水性流体において持続する１００ナノメートル未満の平均直径を有する、使用。
【請求項１７】
前記コンタクトレンズを形成するステップは、スピンキャスティングプロセス、キャストモールディングプロセスおよび旋盤切断プロセスのうち少なくとも１つにより行われる、請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
酸素が、大気圧にて、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される酸素の量で存在する、請求項１６および１７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１９】
前記電荷安定化された酸素気泡構造の量が、大気圧にて、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の使用。
【請求項２０】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物中に存在する酸素の少なくとも９０％が、前記電荷安定化された酸素気泡構造中にある、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の使用。
【請求項２１】
前記組成物が、酸素分子によって安定化された溶媒和電子、および、動電学的に変化させられたか、もしくは、荷電された酸素種、のうち少なくとも１つを含む、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の使用。
【請求項２２】
眼の状態を処置するための、動電学的に変化させられた水性流体組成物であって、該組成物は、電荷安定化された酸素気泡構造のイオン性水性溶液を含み、該構造は、主として、該流体組成物による被験体の眼の接触の際に眼の状態を処置するのに十分な量の該イオン性水性流体において持続する１００ナノメートル未満の平均直径を有する、組成物。
【請求項２３】
酸素が、大気圧にて、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される酸素の量で存在する、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
前記電荷安定化された酸素気泡構造の量が、大気圧にて、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される、請求項２２および２３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２５】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物中に存在する酸素の少なくとも９０％が、前記電荷安定化された酸素気泡構造中にある、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２６】
前記組成物が、酸素分子によって安定化された溶媒和電子、および、動電学的に変化させられたか、もしくは、荷電された酸素種のうち少なくとも１つを含む、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２７】
生理食塩水または酸素富化された生理食塩水を含む、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２８】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物がコンタクトレンズ溶液を含む、請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２９】
前記コンタクトレンズ溶液が複数回使用用のコンタクトレンズ溶液を含む、請求項２８に記載の組成物。
【請求項３０】
前記コンタクトレンズ溶液が保存液、湿潤溶液および洗浄液のうち少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の組成物。
【請求項３１】
前記酸素化水性流体は、シュードモナス細菌の増殖を阻害する、請求項２２〜３０のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３２】
前記状態は、ドライアイ、角膜刺激、細菌感染、アレルギー性の刺激、および細胞の損傷からなる群より選択される、請求項２２〜３１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３３】
前記状態は、傷の結果である、請求項３２に記載の組成物。
【請求項３４】
前記傷は、裂傷、擦り傷、破れ、刺し傷、化学、熱、または放射線に起因するやけど、切り傷、引っかき傷、切開、水膨れ、潰瘍および外科創傷からなる群より選択される、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３５】
前記外科創傷は、レーザー角膜切開術、白内障除去、レンズの移植または取り出し、角膜の変質、レーザー支援角膜切削形成術（ＬＡＳＩＫ）、イントラＬＡＳＩＫ、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、硝子体網膜外科手術、緑内障処置、神経眼科外科手術、斜視外科手術、およびこれらの任意の組合せからなる群より選択される外科手術の結果である、請求項３４に記載の組成物。
【請求項３６】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物が、さらに抗菌剤、抗炎症剤、疼痛緩和剤、麻酔薬、ビタミン、サイトカイン、アジュバント、保存料、塩、およびこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される治療剤を含む、請求項２２〜３５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３７】
コンタクトレンズの形成において使用するための動電学的に変化させられた水性流体組成物であって、該組成物は、電荷安定化された酸素気泡構造のイオン性水性溶液を含み、該構造は、主として、該コンタクトレンズの形成を促進するのに十分な量の該イオン性水性流体において持続する１００ナノメートル未満の平均直径を有する、組成物。
【請求項３８】
前記コンタクトレンズの形成が、スピンキャスティングプロセス、キャストモールディングプロセスおよび旋盤切断プロセスのうち少なくとも１つにより行われる、請求項３７に記載の組成物。
【請求項３９】
酸素が、大気圧にて、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される酸素の量で存在する、請求項３７および３８のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４０】
前記電荷安定化された酸素気泡構造の量が、大気圧にて、少なくとも１４ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、および少なくとも６０ｐｐｍからなる群より選択される、請求項３７〜３９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４１】
前記動電学的に変化させられた水性流体組成物中に存在する酸素の少なくとも９０％が、前記電荷安定化された酸素気泡構造中にある、請求項３７〜４０のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４２】
酸素分子によって安定化された溶媒和電子、および、動電学的に変化させられたか、もしくは、荷電された酸素種、のうち少なくとも１つを含む、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
ガス富化流体組成物、ガス富化流体組成物の生成方法、ならびに、一般に眼のケアおよび処置のためにガス富化流体組成物を用いる方法が本明細書中に開示される。特定の実施の形態では、ガス富化流体は、酸素富化流体を含む。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
動物、特にヒトの眼は、動物が対象物を視覚化するプロセスにおける最初の段階として光線を反射する、角膜と呼ばれる外被を有する。角膜および眼の他の部分は、外傷、疾病、自然な加齢、環境因子（例えば、汚染物質およびアレルゲン）またはコンタクトレンズを装着することによって、乾燥したり、ひりひりしたり、損傷を受けたりし得る。
【０００３】
赤みを帯びた眼、ひりひりする眼、むずがゆい眼は、毎年数百万人のアメリカ人を冒す一般的な眼科的事象である。いくつかの場合、個体は、焼灼感、乾燥感、むずがゆさ、かゆみ、または、しばしば眼瞼と眼表面との間に入った粒子によって引き起こされるような、持続性の刺激もしくは炎症を経験し得る。この刺激は、適切に処置されないと、感染および／または視覚障害につながり得る。
【０００４】
ひりひりする眼および／または乾燥した眼の処置のための最も一般的なアプローチは、日中を通して点眼されるいわゆる人工涙を用いて、自然な眼の涙液層を補うことであった。他のアプローチとしては、涙液代替物を提供する眼用インサートの使用、または、内因性の涙液産生の刺激が挙げられる。
【０００５】
このようなアプローチは、限られた成果を招き、そして、単に一過性でかつ最小限の症状の軽減をもたらす。したがって、眼の刺激の軽減を可能にし、さらに／または、眼の湿潤性（ｗｅｔｔｉｎｇ）を高める、眼科ケア処置に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
被験体の眼の状態を処置する方法であって、
処置を必要とする被験体の眼を、大気圧で約１５パーツ・パー・ミリオンを超えるレベルの拡散ガスまたは溶存ガスを含んでおり、かつ溶媒和電子をさらに含んでいる有効量のガス富化流体に、充分な時間にわたって接触させること
を含んでいる、方法。
（項目２）
前記ガス富化流体が生理食塩水を含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記ガス富化流体がコンタクトレンズ溶液を含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記コンタクトレンズ溶液が複数回使用用のコンタクトレンズ溶液を含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記コンタクトレンズ溶液が保存液を含む、項目３に記載の方法。
（項目６）
前記コンタクトレンズ溶液が湿潤溶液を含む、項目３に記載の方法。
（項目７）
前記コンタクトレンズ溶液が洗浄液を含む、項目３に記載の方法。
（項目８）
前記ガス富化流体は、シュードモナス細菌の増殖を阻害する、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記状態は、ドライアイ、角膜刺激、細菌感染、アレルギー性の刺激、および細胞の損傷からなる群より選択される、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記細胞の損傷は、傷の結果である、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記傷は、裂傷、擦り傷、破れ、刺し傷、化学、熱、または放射線に起因するやけど、切り傷、引っかき傷、切開、水膨れ、潰瘍および外科創傷からなる群より選択される、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記外科創傷は、レーザー角膜切開術、白内障除去、レンズの移植または取り出し、角膜の変質、レーザー支援角膜切削形成術（ＬＡＳＩＫ）、イントラＬＡＳＩＫ、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、硝子体網膜外科手術、緑内障処置、神経眼科外科手術、斜視外科手術、およびこれらの任意の組合せからなる群より選択される外科手術の結果である、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記ガス富化流体が、さらに抗菌剤、抗炎症剤、疼痛緩和剤、麻酔薬、ビタミン、サイトカイン、アジュバント、保存料、塩、およびこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される治療剤を含む、項目１に記載の方法。
（項目１４）
ポリマー化合物と、溶媒和電子を含むガス富化流体とからレンズを形成することを含む、コンタクトレンズを形成する方法。
（項目１５）
前記コンタクトレンズを形成するステップは、スピンキャスティングプロセスにより行われる、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記コンタクトレンズを形成するステップは、キャストモールディングプロセスにより行われる、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
前記コンタクトレンズを形成するステップは、旋盤切断プロセスにより行われる、項目１４に記載の方法。
（項目１８）
眼の処置のためのガス富化流体組成物であって、該組成物は溶媒和電子を含むガス富化流体を含み、該流体は、シュードモナスの増殖を阻害する、組成物。
発明の要旨
本開示の特定の実施の形態は、被験体の眼の状態を処置する方法に関し、この方法は、処置を必要とする被験体の眼を、大気圧で約１５パーツ・パー・ミリオンを超えるレベルの拡散ガスまたは溶存ガスを含んでおり、かつ溶媒和電子をさらに含んでいる有効量のガス富化流体に、充分な時間にわたって接触させることを含んでいる。特定の実施の形態では、ガス富化流体は、生理食塩水を含む。特定の実施の形態では、ガス富化流体は、コンタクトレンズ溶液を含む。他の実施の形態では、コンタクトレンズ溶液は、複数回使用用のコンタクトレンズ溶液を含む。なお他の実施の形態では、コンタクトレンズ溶液は、保存液を含む。特定の他の実施の形態では、コンタクトレンズ溶液は、湿潤溶液（ｗｅｔｔｉｎｇ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を含む。なお他の実施の形態では、コンタクトレンズ溶液は、洗浄液を含む。さらに、本明細書中に開示される特定の実施の形態によれば、ガス富化流体は、シュードモナス細菌の増殖を阻害する。
【０００７】
さらなる実施の形態では、眼の状態は、ドライアイ、角膜刺激、細菌感染、アレルギー性の刺激、および細胞の損傷からなる群より選択される。特定の実施の形態によれば、細胞の損傷は、傷の結果である。特定の他の実施の形態では、傷は、裂傷、擦り傷、破れ、刺し傷、化学、熱、または放射線に起因するやけど、切り傷、引っかき傷、切開、水膨れ、潰瘍および外科創傷からなる群より選択される。なお他の実施の形態では、外科創傷は、レーザー角膜切開術、白内障除去、レンズの移植または取り出し、角膜の変質（ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ）、レーザー支援角膜切削形成術（ＬＡＳＩＫ）、イントラＬＡＳＩＫ（ｉｎｔｒａＬＡＳＩＫ）、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、硝子体網膜外科手術、緑内障処置、神経眼科外科手術、斜視外科手術、およびこれらの任意の組合せからなる群より選択される外科手術の結果である。
【０００８】
特定の実施の形態について、ガス富化流体は、さらに抗菌剤、抗炎症剤、疼痛緩和剤、麻酔薬、ビタミン、サイトカイン、アジュバント、保存料、塩、およびこれらの任意の組み合わせからなる群より選択される治療剤を含む。
【０００９】
他の実施の形態は、ポリマー化合物と、溶媒和電子を含むガス富化流体とからレンズを形成することを含む、コンタクトレンズの形成に関する。特定の実施の形態では、コンタクトレンズを形成するステップは、スピンキャスティングプロセスにより行われる。他の実施の形態では、コンタクトレンズを形成するステップは、キャストモールディングプロセスにより行われる。なお他の実施の形態では、コンタクトレンズを形成するステップは、旋盤切断プロセスにより行われる。
【００１０】
特定の他の実施の形態は、眼の処置のためのガス富化流体組成物に関し、この組成物は、溶媒和電子を含むガス富化流体を含み、ここで、この流体は、シュードモナスの増殖を阻害する。
【００１１】
特定の態様は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を含んでおり、該流体または溶液中の酸素が、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、あるいは少なくとも６０ｐｐｍの酸素の量で存在している組成物を提供する。特定の実施形態において、前記動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液は、動電学的に修飾または帯電させられた酸素の種を含んでいる。特定の態様において、前記動電学的に修飾または帯電させられた酸素の種は、少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、少なくとも３ｐｐｍ、少なくとも５ｐｐｍ、少なくとも７ｐｐｍ、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、または少なくとも２０ｐｐｍの量で存在している。特定の実施形態においては、前記動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液が、酸素分子によって安定化された溶媒和電子を含んでいる。特定の態様において、前記溶媒和電子は、少なくとも０．０１ｐｐｍ、少なくとも０．１ｐｐｍ、少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、少なくとも３ｐｐｍ、少なくとも５ｐｐｍ、少なくとも７ｐｐｍ、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、または少なくとも２０ｐｐｍの量で存在している。特定の実施形態においては、前記流体または溶液が、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素（ＨＲＰ）の存在下でのピロガロールのプルプロガリンへの酸化を促進し、そのような促進が、圧力ポットまたは微細気泡で生成されて同等の溶存酸素レベルを有しているコントロールの水性流体または溶液によって可能にされる量を超える量であり、前記動電学的な酸素富化された水性流体または溶液には、過酸化水素が全く存在していないか、あるいは０．１ｐｐｍ未満の過酸化水素しか存在していない。特定の態様において、ピロガロールのプルプロガリンへの酸化の促進は、開放容器において少なくとも３時間にわたって持続し、あるいは閉じられた気密容器において少なくとも２ヵ月にわたって持続する。
【００１２】
さらなる態様は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を含んでいる組成物であって、前記流体または溶液が、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、あるいは少なくとも６０ｐｐｍの酸素を含んでおり、前記流体または溶液が、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素（ＨＲＰ）の存在下でのピロガロールのプルプロガリンへの酸化を促進し、そのような促進が、圧力ポットまたは微細気泡で生成されて同等の溶存酸素レベルを有しているコントロールの水性流体または溶液によって可能にされる量を超える量であり、前記動電学的な酸素富化された水性流体または溶液に、過酸化水素が全く存在していないか、あるいは０．１ｐｐｍ未満の過酸化水素しか存在していない組成物を提供する。特定の実施形態においては、ピロガロールのプルプロガリンへの酸化の促進が、開放容器において少なくとも３時間にわたって持続し、あるいは閉じられた気密容器において少なくとも２ヵ月にわたって持続する。特定の態様において、前記酸素化済みの水性流体または溶液は、酸素分子によって安定化された溶媒和電子を含んでいる。特定の実施形態においては、前記溶媒和電子が、少なくとも０．０１ｐｐｍ、少なくとも０．１ｐｐｍ、少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、少なくとも３ｐｐｍ、少なくとも５ｐｐｍ、少なくとも７ｐｐｍ、少なくとも１０ｐｐｍ、少なくとも１５ｐｐｍ、または少なくとも２０ｐｐｍの量で存在している。
【００１３】
さらなる態様は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、間に混合容積を画定する互いに運動する２つの離間した表面の間に、流体材料の流れを、前記混合容積において該混合容積を通過して流れる前記流体材料の１回の通過の滞留時間が０．０６秒超、または０．１秒超であるように供給するステップ、および前記混合容積内を流れている流体材料に、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、あるいは少なくとも６０ｐｐｍの酸素を該材料に溶解させるために適した条件のもとで、酸素（Ｏ２）を導入し、該流体または溶液を動電学的に変化させるステップ、を含んでいる方法を提供する。特定の態様においては、前記酸素が、１００ミリ秒未満、２００ミリ秒未満、３００ミリ秒未満、あるいは４００ミリ秒未満で前記材料に注入される。特定の実施形態においては、前記容積に対する表面積の比が、少なくとも１２、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、または少なくとも５０である。
【００１４】
またさらなる態様は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、間に混合容積を画定する２つの離間した表面の間に、流体材料の流れを供給するステップ、および前記混合容積内を流れている材料に、１００ミリ秒未満、２００ミリ秒未満、３００ミリ秒未満、あるいは４００ミリ秒未満で、少なくとも２０ｐｐｍ、少なくとも２５ｐｐｍ、少なくとも３０ｐｐｍ、少なくとも４０ｐｐｍ、少なくとも５０ｐｐｍ、あるいは少なくとも６０ｐｐｍの酸素を該材料に注入するために適した条件のもとで、酸素を導入するステップ、を含んでいる方法を提供する。特定の態様においては、前記混合容積内を流れる前記材料の滞留時間が、０．０６秒超、または０．１秒超である。特定の実施形態においては、前記容積に対する表面積の比が、少なくとも１２、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、または少なくとも５０である。
【００１５】
さらなる実施形態は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、第１の材料と第２の材料とを混合することによって出力混合物を生成するための混合装置を使用することを含んでおり、該装置は、第１の材料の供給源から第１の材料を受け取るように構成されている第１のチャンバ；ステータ；回転軸を有しており、前記ステータの内側に配置され、前記ステータの内側で前記回転軸の周りを回転するように構成されているロータ；前記ロータと前記ステータとの間に画定され、前記第１のチャンバと連通しており、前記第１のチャンバから前記第１の材料を受け取るように構成されている混合チャンバ；前記混合チャンバと連通し、該混合チャンバから出力材料を受け取るように構成されている第２のチャンバ；および前記第１のチャンバの内部に収容され、前記第１の材料を前記第１のチャンバから前記混合チャンバへと送るように構成されている第１の内部ポンプ；を備えており、前記ロータおよびステータの少なくとも一方が、複数の貫通孔を有しており、第２の材料が、前記ロータおよびステータの前記一方に形成された前記複数の貫通孔を介して前記混合チャンバへと供給される方法を提供する。特定の態様においては、前記第１の内部ポンプが、前記第１の材料が前記混合チャンバへと進入する前に、該第１の材料に周方向の速度を付与するように構成される。
【００１６】
さらなる実施形態は、動電学的に変化させられた酸素化済みの水性流体または溶液を生成する方法であって、第１の材料と第２の材料とを混合することによって出力混合物を生成するための混合装置を使用することを含んでおり、該装置が、ステータ；回転軸を有しており、前記ステータの内側に配置されており、前記ステータの内側で前記回転軸の周りを回転するように構成されているロータ；前記ロータと前記ステータとの間に画定され、第１の材料が通過して進入する開いた第１の端部と、出力材料が通過して出る開いた第２の端部とを有している混合チャンバ；前記混合チャンバの前記開いた第１の端部の少なくとも大部分と連通している第１のチャンバ；および前記混合チャンバの前記開いた第２の端部と連通している第２のチャンバ；を備えており、第２の材料が、前記ロータおよび前記ステータの少なくとも一方を通過して前記混合チャンバに進入する方法を提供する。
【００１７】
さらなる態様は、上述の方法のいずれかに従って製造された動電学的に変化させた酸素化済みの水性流体または溶液を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、従来技術の混合装置の部分断面部分ブロック図である。
【図２】図２は、混合装置の典型的な実施形態のブロック図である。
【図３】図３は、第１の材料を図２の混合装置へと届けるための典型的なシステムの図である。
【図４】図４は、図２の混合装置の上部の一部分の部分断面図である。
【図５】図５は、図２の混合装置の第１の側部の一部分の断面図である。
【図６】図６は、図２の混合装置の第２の側部の一部分の断面図である。
【図７】図７は、図５の第１の側部と図６の第２の側部との間に位置する図２の混合装置の側部の一部分の断面図である。
【図８】図８は、図２の混合装置のロータおよびステータの斜視図である。
【図９】図９は、図２の混合装置の第１のチャンバの内側の斜視図である。
【図１０】図１０は、ポンプ４１０の別の実施形態を備えている図２の混合装置の第１のチャンバの内側の一部分の断面図である。
【図１１】図１１は、図２の混合装置の第２のチャンバの内側の斜視図である。
【図１２】図１２は、混合装置の別の実施形態の側部の一部分の断面図である。
【図１３】図１３は、混合装置の別の実施形態において使用するための筐体の中央部の別の実施形態の斜視図である。
【図１４】図１４は、混合装置の別の実施形態において使用するための軸受筐体の別の実施形態の一部分の断面図である。
【図１５】図１５は、回転軸に直角な平面によって得た図２の混合装置の混合チャンバの断面図であり、ロータの貫通孔がステータの開口に接近（しかしながら、整列はしていない）するときにキャビテーション気泡によって引き起こされる回転の流れのパターンを示している。
【図１６】図１６は、回転軸に直角な平面によって得た図２の混合装置の混合チャンバの断面図であり、ロータの貫通孔がステータの開口に整列するときにキャビテーション気泡によって引き起こされる回転の流れのパターンを示している。
【図１７】図１７は、回転軸に直角な平面によって得た図２の混合装置の混合チャンバの断面図であり、それまでステータの開口に整列していたロータの貫通孔がもはやステータの開口に整列しないときにキャビテーション気泡によって引き起こされる回転の流れのパターンを示している。
【図１８】図１８は、ロータの別の実施形態の側面図である。
【図１９】図１９は、ロータの回転軸に直角な平面によって得た一部分の拡大断面図であり、ロータに形成される貫通孔およびステータに形成される貫通孔の別の形態を示している。
【図２０】図２０は、ロータの回転軸を通過しかつロータの回転軸に沿って広がる平面によって得た一部分の拡大断面図であり、ロータに形成される貫通孔およびステータに形成される貫通孔の形態を示している。
【図２１】図２１は、ロータの回転軸を通過しかつロータの回転軸に沿って広がる平面によって得た一部分の拡大断面図であり、ロータに形成される貫通孔およびステータに形成される貫通孔の別のずらされた形態を示している。
【図２２】図２２は、ロータの貫通孔および／またはステータの開口を構成するために使用することができる形状を示している。
【図２３】図２３は、ロータの貫通孔および／またはステータの開口を構成するために使用することができる形状を示している。
【図２４】図２４は、ロータの貫通孔および／またはステータの開口を構成するために使用することができる形状を示している。
【図２５】図２５は、ロータの貫通孔および／またはステータの開口を構成するために使用することができる形状を示している。
【図２６】図２６は、表面の付近に形成される電気二重層（「ＥＤＬ」）の図である。
【図２７】図２７は、混合チャンバの内部のモデルの斜視図である。
【図２８】図２８は、図２７のモデルの断面図である。
【図２９】図２９は、実験設備の図である。
【図３０】図３０は、図２の混合装置において酸素で処理され、それぞれ華氏６５°でキャップされた５００ｍｌの薄肉プラスチック瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に保存された水の溶存酸素レベルを示している。
【図３１】図３１は、図２の混合装置において酸素で処理され、どちらも華氏３９°で冷蔵された５００ｍｌの薄肉プラスチック瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に保存された水の溶存酸素レベルを示している。
【図３２】図３２は、図２の混合装置において酸素で処理され、華氏５５°の平均温度を有する３２オンスのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶に保存されたＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の溶存酸素レベルを示している。
【図３３】図３３は、図２の混合装置において酸素で処理された５００ｍｌのブラウン平衡塩溶液の溶存酸素の保持を示している。
【図３４】図３４は、図２の混合装置を使用したさらなる実験を示しており、図２の混合装置において窒素で水を処理することによって水から酸素がスパージされる。
【図３５】図３５標準温度および圧力での図２の混合装置による水からの酸素のスパージを示している。
【図３６】図３６は、ナノケージの図である。
【図３７Ａ】図３７ＡおよびＢは、酸素富化流体のレイリー散乱効果を示している。
【図３７Ｂ】図３７ＡおよびＢは、酸素富化流体のレイリー散乱効果を示している。
【図３８】図３８は、本発明の流体の一実施形態のＤＮＡ耐熱性を示している。
【図３９Ａ】図３９Ａは、室温かつ流体生成の初期の時点でのピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性試験を示している。
【図３９Ｂ】図３９Ｂは、室温かつ３０分の時点でのピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性試験を示している。
【図３９Ｃ】図３９Ｃは、室温かつ２時間の時点でのピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性試験を示している。
【図３９Ｄ】図３９Ｄは、室温かつ３時間の時点でのピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性試験を示している。
【図３９Ｅ】図３９Ｅは、特定の実施の形態による種々のガス富化流体によるピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性試験を示している。
【図４０】図４０は、過酸化水素の不在を確認するグルタチオンペルオキシダーゼ試験の結果を示している。
【図４１】図４１は、本発明の酸素富化流体、脱イオン水（−）コントロール、および過酸化水素（＋）コントロールによるピロガロール／西洋わさびペルオキシダーゼ反応性アッセイの結果を示している。
【図４２】図４２は、ガス富化流体および脱イオンコントロール流体の存在下での有糸分裂アッセイのサイトカインプロフィールを示している。
【図４３】図４３は、種々の溶存酸素飽和度におけるシュードモナス細菌の増殖速度の相違を示している。
【図４４Ａ】図４４ａおよび４４ｂは、酸素富化細胞培地およびガス富化を行っていない培地を使用するインビトロでの傷の治癒を示している。
【図４４Ｂ】図４４ａおよび４４ｂは、酸素富化細胞培地およびガス富化を行っていない培地を使用するインビトロでの傷の治癒を示している。
【図４５Ａ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４５Ｂ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４５Ｃ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４５Ｄ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４５Ｅ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４５Ｆ】図４５ａ〜４５ｆは、体内での傷の治癒における真皮および表皮の組織学的断面を示している。
【図４６】図４６は、処置済みおよびコントロールの治癒中の傷について、ヒアルロン酸などの酸性ムコ多糖類の検出に使用されるＨａｌｅ染色の発現を示している。
【図４７】図４７は、処置済みおよびコントロールの治癒中の傷について、血管形成の検出に使用されるｖｏｎ  Ｗｉｌｌｅｂｒａｎｄ’ｓ  Ｆａｃｔｏｒ染色の発現を示している。
【図４８】図４８は、処置済みおよびコントロールの治癒中の傷について、エラスチンの検出に使用されるＬｕｎａ染色の発現を示している。
【図４９】図４９は、処置済みおよびコントロールの治癒中の傷について、視野あたりの肥満細胞の数を示している。
【図５０】図５０は、本発明のガス富化培地およびコントロール培地を使用する角膜線維芽細胞アッセイの別々の時点における死細胞の割合を示している。
【図５１】図５１は、本発明のガス富化流体のポリマー袋での保管寿命を示している。
【図５２】図５２は、加圧ポット酸素化流体（１）、本発明のガス富化流体（２）、またはコントロールの脱イオン流体（３）の存在下で脾細胞をＭＯＧに接触させた結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
動物の眼、特にヒトの眼の表面は、通常、眼の周りの小さな腺により分泌される涙液層（ｔｅａｒ  ｆｉｌｍ）によって浸される（ｂａｔｃｈ）。涙液層は、主として、３つの層：粘膜、水および油から構成される。粘膜層は、眼の器官に最も近く、そして、涙液層が眼に付着するためのアンカーとして機能する。中間層は水層であり、そして、外側の油層が涙液層を封じ、蒸発を防ぐ。涙液層はまた、種々の養分、ならびに保護性のタンパク質およびペプチドを含む。涙液層は、いくつかの目的を果たす：涙液層は、眼を湿った状態に保ち、光が眼を通過するための滑らかな表面を生じ、眼の前部に養分を与え、そして、損傷および感染からの保護を提供する。
【００２０】
眼、特に角膜は、外傷、疾病、自然な加齢、環境因子（例えば、汚染物質およびアレルゲン）またはコンタクトレンズを装着することによって、乾燥したり、ひりひりしたり、損傷を受けたりし得る。いくつかの場合、個体は、焼灼感、乾燥感、むずがゆさ、かゆみ、または、持続性の刺激もしくは炎症を経験し得る。この刺激は、適切に処置されないと、感染および／または視覚障害につながり得る。
【００２１】
ひりひりする眼および／または乾燥した眼の処置のための最も一般的なアプローチは、日中を通して点眼されるいわゆる人工涙を用いて、自然な眼の涙液層を補うことであった。他のアプローチとしては、涙液代替物を提供する眼用インサートの使用、または、内因性の涙液産生の刺激が挙げられる。
【００２２】
人工涙の例としては、緩衝化された等張の生理食塩水、および／または、溶液をより粘性にし、したがって、眼によってあまり簡単には流されないようにする水溶性ポリマーを含む水性溶液、が挙げられる。リン脂質および油のような、涙液層の１以上の構成要素を提供することによって、涙を再構成することもまた企図される。リン脂質組成物は、ドライアイの処置において有用であることが示されている；例えば、ＭｃＣｕｌｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｈｉｎｅ，Ｔｅａｒ  ｆｉｌｍ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｄｒｙ  ｅｙｅ，Ｃｏｎｔａｃｔｏｌｏｇｉａ，ｖｏｌｕｍｅ  ２０（４），ｐａｇｅｓ  １４５−４９（１９９８）；およびＳｈｉｎｅ  ａｎｄ  ＭｃＣｕｌｌｅｙ，Ｋｅｒａｔｏｃｏｎｊｕｎｃｔｉｖｉｔｉｓ  ｓｉｃｃａ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｍｅｉｂｏｍｉａｎ  ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ  ｐｏｌａｒ  ｌｉｐｉｄ  ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙ，Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｏｐｈｔｈ．，ｖｏｌｕｍｅ  １１６（７），ｐａｇｅｓ  ８４９−５２（１９９８）を参照のこと。ドライアイの処置のためのリン脂質組成物の例は、米国特許第４，１３１，６５１号（Ｓｈａｈ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許第４，３７０，３２５号（Ｐａｃｋｍａｎ）、米国特許第４，４０９，２０５号（Ｓｈｉｖｅｌｙ）、米国特許第４，７４４，９８０号および同第４，８８３，６５８号（Ｈｏｌｌｙ）、米国特許第４，９１４，０８８号（Ｇｌｏｎｅｋ）、米国特許第５，０７５，１０４号（Ｇｒｅｓｓｅｌ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許第５，２７８，１５１号（Ｋｏｒｂ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許第５，２９４，６０７号（Ｇｌｏｎｅｋ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許第５，３７１，１０８号（Ｋｏｒｂ  ｅｔ  ａｌ．）ならびに米国特許第５，５７８，５８６号（Ｇｌｏｎｅｋ  ｅｔ  ａｌ．）に開示される。
【００２３】
別のアプローチは、人工涙の代わりに潤滑性の物質を提供することを伴う。例えば、米国特許第４，８１８，５３７号（Ｇｕｏ）は、潤滑性のリポソームベースの組成物の使用を開示し、そして、米国特許第５，８００，８０７号（Ｈｕ  ｅｔ  ａｌ．）は、眼の刺激を処置するためのグリセリンおよびプロピレングリコールを含む組成物を開示する。
【００２４】
本明細書中に開示される特定の実施の形態は、ガス富化流体を含む治療用および／または美容用の組成物を、部位に接触させるか、または、被験体に投与することにより、眼（例えば、角膜）の状態または障害の少なくとも１つの症状または徴候を処置する組成物および方法を提供することに関する。特定の実施の形態では、ガス富化流体は酸素富化水を含む。
【００２５】
図５２および実施例１７に示されるとおり、本発明の進歩的なガス富化流体は、動物を前もってプライムした抗原に対するリンパ球応答を増幅する。図５２に示されるとおり、リンパ球の増殖が、ＭＯＧのチャレンジに対する応答において、溶媒和電子を含んでいる本発明のガス富化流体で再構成した流体で培養したとき、加圧酸素化流体（圧力ポット）またはコントロールの脱イオン流体と比べて大きかった。
【００２６】
（本発明のガス富化流体および溶液）
流体に別の流体を拡散させ、あるいは流体を別の流体で富化することで、２つの流体の溶液または懸濁液をもたらすことができる。とくには、液体をガス（例えば、酸素）で富化することは、治療処置を含む特定の用途において有益であろう。本明細書において使用されるとき、「流体」は、本明細書に開示の任意の特定の実施の形態のための液体、ガス、蒸気、液体および／またはガスの混合物、あるいはこれらの任意の組み合わせを広く指すことができる。さらに、特定の実施の形態において、「液体」は、純粋な液体を広く指すことができ、あるいはゲル、ゾル、乳濁液、流動体、コロイド、分散液、または混合物、ならびにこれらの任意の組み合わせを指すことができ、これらはいずれも、さまざまな粘度であってよい。
【００２７】
特定の実施の形態においては、溶存ガスが、酸素を含んでいる。他の特定の実施の形態においては、溶存ガスが、一酸化窒素を含んでいる。なお他の実施の形態においては、溶存ガスが、外気を含んでいる。
【００２８】
流体をガス富化する（水の酸素富化など）いくつかの方法が、この技術分野において知られている。例えば、タービン曝気システムは、空気または酸素を水と混ぜ合わせるインペラーの１式の回転羽根の付近に空気を放出することができ、あるいは水の酸素含有量を増やすために、水を空気中へと噴霧することができる。さらに、市場に存在する他のシステムは、空気または酸素を水へと注入し、水／ガスを大規模な渦へと曝す。水中に自然に生じる酸素のレベルは、典型的には１０ｐｐｍ（パーツ・パー・ミリオン）以下であり、これが１００ｐｐｍの溶存酸素レベルであると考えられる。特定の装置についての試験が、理想的な条件下で装置が約２０ｐｐｍ以上の溶存酸素、すなわち自然の水の酸素レベルの２倍を達成できることを示している。しかしながら、水は、この高レベルの溶存酸素をきわめて急激に失い、数分で約１０ｐｐｍという溶存酸素のベースラインへと戻ってしまう。
【００２９】
本明細書に開示される特定の実施の形態においては、本発明のガス富化流体が、美容的および／または治療的な眼のケアの利益を提供する。本明細書に開示される特定の実施の形態は、本発明のガス富化流体と、随意による少なくとも１種の追加の治療剤（薬物、金属、ペプチド、ポリペプチド、たんぱく質、ヌクレオチド、炭水化物または糖化たんぱく質、脂肪（油またはろうを含む）、あるいは眼の刺激に関する状態または疾病の少なくとも１種の症状を防止または軽減する他の物質、など）とを含んでいる美容および／または治療の組成物に関する。
【００３０】
処置を必要とする眼または他の器官および／または組織を、ガス富化流体を含んでいる有効量の組成物を局所適用することによって処置するための組成物および方法が開示される。本明細書において使用されるとき、「処置」、「処置する」、「治療」、ならびにこれらの任意かつすべての派生語は、本発明の組成物を、眼の状態もしくは疾病の徴候を防止するために予防的に使用することや、既存の状態または疾病を改善するために、美容的または治療的に使用することを指す。一特定の実施の形態においては、本発明のガス富化流体が、微生物の増殖を抑制する。別の特定の実施の形態においては、本発明のガス富化流体が、アポトーシスを促進する。
【００３１】
微生物感染、とくにはブドウ球菌、連鎖球菌、酵母菌、セラチア、大腸菌、緑膿菌、および他の微生物の感染が、未処置のままだと眼に重篤な感染を引き起こす可能性がある。したがって、特定の実施の形態において、本発明のガス富化流体組成物および／または方法は、抗真菌剤、抗生剤、または他の抗菌剤などの抗菌剤を含む。ガス富化流体組成物および／または方法において使用することができる抗菌剤のいくつかの例として、これらに限られるわけではないが、アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、ストレプトマイシン、トブラマイシン、パロモマイシン、ゲルダナマイシン、ヘリマイシン、ロラカルベフ、エンタペネム、イミペネム／シラスタチン、メロペネム、セファドロキシル、セファゾリン、セファロチン／セファロシン、セファレキシン、セファクロール、セファマンドール、セフォキシチン、セフロキシム、セフィキシム、セフジニル、セフジトレン、セフォペラゾン、セフォタキシム、セフポドキシム、セフタジジム、セフチブテン、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフェプライム、テイコプラニン、バンコマイシン、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、ロキシスロマイシン、トロレアンドマイシン、テリスロマイシン、スペクチノマイシン、アズトレオナム、アモキシシリン、アンピシリン、アズロシリン、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、メズロシリン、ナフシリン、ペニシリン、ペペラシリン、チカルシリン、バシトラシン、コリスチン、ポリミキシンＢ、シプロフロキサシン、エノキサシン、ガチフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、モキシフロキサシン、ノルフロキサシン、オフロキサシン、トロバフロキサシン、マフェナイド、プロトシル、スルファセタミド、スルファメチゾール、スルファニルアミド、スルファサラジン、スルフィソキサゾール、トリメトプリム、トリメトプリム−スルファメトキサゾール、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、アルスフェナミン、クロラムフェニコール、クリンダマイシン、リンコマイシン（ｌｉｎｃｏａｍｙｃｉｎ）、エタンブトール、ホスホマイシン、フシジン酸、フラゾリドン、イソニアジド、リネゾリド、メトロニダゾール、ムピロシン、ニトロフラントイン、プラテンシマイシン、ピラジナミド、キヌプリスチン／ダルホプリスチン、リファンピン／リファンピシン、チニダゾール、ミコナゾール、ケトコナゾール、クロトリマゾール、エコナゾール、ビフォナゾール、ブトコナゾール、フェンチコナゾール、イソコナゾール、オキシコナゾール、セルタコナゾール、スルコナゾール、チオコナゾール、フルコナゾール、イトラコナゾール、イサブコナゾール、ラブコナゾール、ポサコナゾール、ボリコナゾール、テロナゾール、テルビナフィン、アモロルフィン、ナフチフィン、ブテナフィン、アニデュラファンギン、カスポファンギン、ミカファンギン、シクロピロクス、フルシトシン、グリセオフルビン、ゲンチアナ・バイオレット、ハロプロジン、トルナフテート、ウンデシレン酸、などが挙げられる。
【００３２】
本明細書中に提供されるガス富化流体の組成物および／または方法は、局所適用に適した任意の形態（気体、水性またはオイルベースの液体、クリーム、ローション、バーム、油および流体の混合物、ゲル、ゾル、乳濁液、マイクロエマルジョン、溶液、懸濁液を含む）を含み得るか、あるいは、リポソーム、マイクロスポンジ、ポリマー・マトリクス中に封入され得るか、あるいは、ガス富化流体を必要とする眼の領域へのガス富化流体の送達を助けるため、または、組成物の安定性もしくは用いられる方法の有効性を高めるために適合された他の封入技術であり得る。なお他の実施の形態では、ガス富化流体組成物は、超音波のような機器によって、眼の冒された領域へと送達するために調合される。なお他の実施の形態では、組成物が、不活性であって生理学的に容認できるキャリアまたは希釈剤、酵素、抗菌剤（抗細菌剤、抗真菌剤など）、血管収縮剤（エピネフリン、塩酸ナファゾリン、テトラヒドロゾリンなど）、酸（ホウ酸、塩酸など）、塩基（水酸化ナトリウムなど）、塩（ナトリウム、カリウム、カルシウムなど）、ポリマー、アルコール（ポリビニルアルコールなど）、セルロースまたはでんぷん、デキストロース、マンノース、スクロース、または他の炭水化物、糖たんぱく、たんぱく質、ポリペプチド、またはペプチド、着色料、香料、保存料（エデト酸二ナトリウム、グルコン酸クロルヘキシジンなど）、あるいはこれらの混合物を、さらに含んでいる。他の関連の実施の形態においては、組成物が、有効な薬物または治療薬物質、あるいは有効な美容物質をさらに含んでいる。一特定の実施の形態においては、薬物または治療薬が、マレイン酸フェニラミンなどの抗ヒスタミン剤を含んでいる。
【００３３】
さらに、本発明に従って製造されるガス富化流体は、無傷および／または生体外で、組織から汚染物質を除去し、あるいは洗い去るためにも使用することができる。汚染物質は、ガス富化流体によってより徹底的に洗い流され、他の治療上の利益をもたらすことができる。
【００３４】
本明細書において提示される特定の実施の形態は、本明細書において定められるとおりの拡散装置によって処理されたガス富化流体であって、流体ホストマテリアルと、ホストマテリアルへと拡散させた注入マテリアルと、ホストマテリアルへと分散させた随意による少なくとも１種の美容および／または治療剤とを含んでいるガス富化流体に関する。特定の実施の形態においては、注入マテリアルが、ホスト流体中の酸素の微細気泡を含んでおり、微細気泡の大部分が、０．２ミクロン未満、好ましくは０．１ミクロン未満のサイズである。
【００３５】
特定の実施の形態においては、注入後の流体ホストマテリアルの溶存酸素レベルを、少なくとも約１３時間にわたって大気圧で約３０ｐｐｍ超に保つことができる。他の特定の実施の形態においては、注入後の流体ホストマテリアルの溶存酸素レベルを、少なくとも約３時間にわたって大気圧で約４０ｐｐｍ超に保つことができる。さらなる実施の形態においては、注入後の流体ホストマテリアルを、大気圧の密封容器内で、少なくとも約１００日の期間にわたって少なくとも約２０ｐｐｍの溶存酸素レベルに保つことができる。特定の実施の形態においては、注入後の流体ホストマテリアルが、大気圧において少なくとも約１０ｐｐｍ、少なくとも約１５ｐｐｍ、少なくとも約２０ｐｐｍ、少なくとも約２５ｐｐｍ、少なくとも約３０ｐｐｍ、少なくとも約３５ｐｐｍ、少なくとも約４０ｐｐｍ、少なくとも約４５ｐｐｍ、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約５５ｐｐｍ、少なくとも約６０ｐｐｍ、少なくとも約６５ｐｐｍ、少なくとも約７０ｐｐｍ、少なくとも約７５ｐｐｍ、少なくとも約７７ｐｐｍ、少なくとも約８０ｐｐｍ、少なくとも約８５ｐｐｍ、少なくとも約９０ｐｐｍ、少なくとも約９５ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、もしくは、これより大きいか、または、これらの間の任意の値の溶存酸素レベルを有することができる。
【００３６】
特定の実施の形態においては、注入後の流体ホストマテリアルが、当該流体ホストマテリアルへと酸素を拡散させた後の選択した時間期間にわたり、当該流体ホストマテリアルを通過して光るレーザービームについてレイリー散乱を呈する。特定の実施の形態では、注入後の流体ホストマテリアルは、当該流体ホストマテリアルへと酸素を拡散させるためのプロセスにより、当該流体ホストマテリアル中に生成された溶媒和電子を含む。なおさらなる実施の形態では、内部に拡散された酸素を含む注入後の流体ホストマテリアルは、制限されないフロースルーの様式で生成される。
【００３７】
本明細書において該当の図に示される典型的な実施の形態に関して説明される拡散装置を使用することによって、ガスが拡散されてなる出力流体であって、多数の特徴を有しており、治療用組成物としての使用のための多数の利点を提供する出力流体を得ることができる。溶液を、真水、生理食塩水、酸素、窒素、ならびに他の成分を使用して生成した。実験により、生理食塩水中に生成された酸素気泡のサイズが、一般に約０．１ミクロン以下であることが示されている。
【００３８】
（気泡サイズの測定）
混合装置１００によって流体内に拡散させたガスの気泡のサイズを割り出すために、実験を行った。実験を、気泡のサイズを直接的に測定するように実行したのではなく、流体内のガスの気泡の大部分の気泡サイズが０．１ミクロンよりも小さいことを確認する実験を行った。換言すると、気泡の大部分のサイズが包含される上側のサイズ閾値を、実験によって割り出した。
【００３９】
このサイズ閾値またはサイズ限界を、混合装置１００にて流体およびガスを処理することによって形成した出力材料１０２を、０．２２のフィルタおよび０．１ミクロンのフィルタに通すことによって明らかにした。これらの試験の実行において、この場合には流体である或る量の第１の材料１１０およびこの場合にはガスである或る量の第２の材料１２０を、混合装置１００に通し、或る量の出力材料１０２（すなわち、ガスを拡散させてなる流体）を生成した。６０ミリリットルの出力材料１０２を、６０ｍｌのシリンジに流し込んだ。その後、シリンジ内の流体のＤＯレベルを、Ｏｒｉｏｎ  ８６２ａを用いて測定した。Ｏｒｉｏｎ  ８６２ａは、流体内のＤＯレベルを測定できる。シリンジ内の流体を、０．２２ミクロンのフィルタを通して５０ｍｌのビーカーへと注入した。フィルタは、ＭｉｌｉｐｏｒのＭｉｌｌｅｘ  ＧＰ５０フィルタからなっていた。次いで、５０ｍｌのビーカー内の材料のＤＯレベルを測定した。実験を３回実行し、下記の表２に示す結果を得た。
【００４０】
【数１】
0005595041.tif 000002
見て取ることができるとおり、シリンジ内で測定したＤＯレベルと５０ｍｌのビーカー内で測定したＤＯレベルとが、出力材料１０２を０．２２ミクロンのフィルタに通したにもかかわらず、大きくは変化していない。この実験は、出力材料１０２内の溶存ガスの気泡が、０．２２ミクロン以下であるということを意味している。そのようでないならば、０．２２ミクロンのフィルタに通された出力材料１０２のＤＯレベルに、はるかに大きな減少が存在するはずである。
【００４１】
０．２２ミクロンのフィルタを０．１ミクロンのフィルタで置き換えて、第２の試験を実行した。この実験においては、混合装置１００において生理食塩水を酸素で処理し、出力材料１０２のサンプルを、フィルタ処理なしの状態で収集した。フィルタ処理なしのサンプルのＤＯレベルは、４４．７ｐｐｍであった。出力材料１０２を、０．１ミクロンのフィルタを使用してフィルタ処理し、２つのさらなるサンプルを収集した。第１のサンプルのＤＯレベルは、４３．４ｐｐｍであった。第２のサンプルのＤＯレベルは、４１．４ｐｐｍであった。次いで、フィルタを取り除き、最後のサンプルをフィルタ処理なしの出力材料１０２から得た。最後のサンプルは、４５．４ｐｐｍのＤＯレベルを有していた。これらの結果は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅの０．２２ミクロンのフィルタを使用して観察された結果に一致している。これらの結果から、０．１ミクロンのフィルタに通した出力材料１０２のＤＯレベルが、わずかにしか減少しておらず、処理後の生理食塩水中の気泡の大部分が０．１ミクロン以下のサイズであるということを示しているという結論が導かれる。上記のＤＯレベル試験の結果は、Ｗｉｎｋｌｅｒ滴定を用いて達成された。
【００４２】
この技術分野において理解されるとおり、（界面の）二重層（ＤＬ）は、液体内に配置された物体の表面に現れる。この物体は、例えば、固体表面（例えば、ロータおよびステータの表面）、固体粒子、気泡、液滴、または多孔質体の物体であってよい。混合装置１００において、気泡の表面が、界面動電二重層効果のために利用することができる混合チャンバ内に存在する全表面積のうちの大きな割合を呈する。したがって、本明細書のどこかで説明される表面積および保持時間の態様に加えて、ミキサ１００において生成される気泡のサイズが従来技術の装置１０に比べて小さいことも、本明細書に開示の全体的な界面動電効果および出力流体の特性に、少なくとも或る程度は貢献できる。具体的には、好ましい実施形態において、ミキサ１００によって示されるとおり、ガスのすべてが、ロータの開口を介して導入される（ステータの開口を通って導入されるガスがない）。ロータは、高速（例えば、３，４００ｒｐｍ）で回転しており、ロータの表面またはその付近に大きなせん断力を生成しているため、回転しているロータの表面の開口を介して導入され、それらに隣接している気泡の気泡サイズは、静止しているステータを介して導入され、静止しているステータの付近にある気泡の気泡サイズに比べ、大幅に小さく（２〜３倍小さく）なると予想される。このように、従来技術の装置１０の平均気泡サイズは、ガスの少なくとも半分が静止しているステータの開口から混合チャンバへと導入されるため、大幅に大きくなる可能性がある。球表面の表面積はｒ２によって変化するため、混合装置１００の界面動電効果の表面積のうちのそのような気泡の寄与分は、従来技術の拡散装置１０のそれに比べて大幅に大きくなりうる。
【００４３】
したがって、理論に拘束されるわけではないが、混合装置１００の混合チャンバが、（ｉ）従来技術の装置１０に比べて大幅に大きい表面−容積の比（従来技術の装置１０が、１０．９という表面−容積の比を有する一方で、本ミキサ１００は、３９．４という表面−容積の比を有する）を、（ｉｉ）７倍も長い滞留時間とともに有するだけでなく、（ｉｉｉ）電流出力溶液の独自の特性が、混合装置１００における大幅に大きな気泡の表面積からの寄与を反映することができる。これらの際立つ態様は、本発明の混合装置１００の際立った特徴を反映しており、それぞれ本発明の出力材料／流体の独自の界面動電特性に寄与すると考えられる。
【００４４】
次に、図３０を参照すると、混合装置１００において酸素富化されて、５００ｍｌの薄肉プラスチック瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に少なくとも３６５日にわたって保存された水中のＤＯレベルが示されている。それぞれの瓶にキャップをし、華氏６５°で保存した。図に見ることができるとおり、酸素富化した流体のＤＯレベルが、少なくとも３６５日にわたってかなり一定のままである。
【００４５】
図３１を参照すると、混合装置１００において酸素富化されて、５００ｍｌのプラスチック薄肉瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に保存された水中のＤＯレベルが示されている。どちらの瓶も、華氏３９°で冷蔵した。やはり、酸素富化した流体のＤＯレベルが、少なくとも３６５日にわたって安定に保たれ、わずかしか低下していない。
【００４６】
次に、図３２を参照すると、混合装置１００において酸素富化されて、３２オンスのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶に保存されたＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）中の溶存酸素レベルが示されており、キャップ付けにおける平均温度は華氏５５°である。その後に、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶を、キャップ付けと開封との間、華氏３８°で冷蔵した。実験の際に、別々のボトルをそれぞれ２０、６０、および９０日で開封し、内部に保存されているＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを測定した。線８１０２は、華氏３８°における通常の（すなわち、未処理の）ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを表し、これは、１０ｐｐｍをわずかに下回っている。
【００４７】
第１のグループのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、華氏約５６°で、混合装置１００において酸素で処理されている。瓶詰め時のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルは、点８１０４によって示されるとおり、約５０ｐｐｍであった。第１のボトルをおよそ２０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを割り出したところ、点８１０６によって示されるとおり約４７ｐｐｍであった。その後に、第２のボトルを６０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを測定したところ、点８１０８によって示されるとおり約４４ｐｐｍであった。最後に、第３のボトルを９０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを割り出したところ、点８１１０によって示されるとおり４０ｐｐｍをわずかに下回っていた。
【００４８】
第２のグループのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、華氏約５２°で、混合装置１００において酸素で処理されている。このグループの瓶に保存されたＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の初期のＤＯレベルは、点８１１２によって示されるとおり４５ｐｐｍであった。２０日目に開かれたボトルのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、点８１１４によって示されるとおり、４５ｐｐｍよりも少しだけ低いＤＯレベルを有していた。ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の第２の瓶を６０日目に開いたところ、内部のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、４１ｐｐｍをわずかに超えるＤＯレベルを有していた。最後に、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の第３の瓶を９０日目に開いたところ、内部のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、点８１１６によって示されるとおり約３９ｐｐｍのＤＯレベルを有していた。上述のように、プラスチックおよびガラス瓶での水の試験（図３０および３１を参照）に関して、ＤＯレベルが９０日の期間にわたって比較的高いレベルを維持し、３２オンスのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶に保存された通常の（処理なしの）ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）中に存在するレベルよりも大幅に高いままであることを、見て取ることができる。点８０１０が、蓋付きＰＥＴボトル内の本発明の出力流体に対応するレベルである。
【００４９】
（本発明のプロセスによって本発明の組成物に付与される水和（溶媒和）電子を含んでいる組成物）
本明細書に記載のとおりの特定の実施形態（「二重層」の項目を参照）においては、酸素分子が流体に拡散または混合され、流体に付与された電荷（例えば、水和（溶媒和）電子）を安定させるべく機能することができる本明細書に開示の電気機械プロセスによって、ガス富化流体が生成される。理論または機構に拘束されるわけではないが、本発明の特定の実施形態は、第１の材料が本発明のミキサ装置において酸素と混合させられて一体となった出力材料をもたらすときに材料に加えられる電荷（例えば、水和（溶媒和）電子）を含んでいる酸素富化流体（出力材料）に関する。特定の態様によれば、これらの水和（溶媒和）電子（本明細書において、「溶媒和電子」とも称する）は、これらの水和（溶媒和）電子によって仲立ちされる検定可能な効果の持続によって証明されるとおり、本発明の溶液において安定化される。特定の実施形態は、水和（溶媒和）電子および／または水−電子構造、クラスタ、などに関係することができる（例えば、Ｌｅｅ  ａｎｄ  Ｌｅｅ、Ｂｕｌｌ．Ｋｏｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００３、ｖ．２４，６；８０２−８０４；２００３を参照）。
【００５０】
新規なＨＲＰベースのアッセイ：西洋わさびペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）は、西洋わさびの根（Ａｍｏｒａｃｉａ  ｒｕｓｔｉｃａｎａ）から分離され、ペルオキシダーゼのフェロプロトポルフィリン基（ヘム基）に属する。ＨＲＰは、過酸化水素または他の水素供与体と容易に結合し、ピロガロール基質を酸化させる。さらに、この技術分野において理解されているとおり、ＨＲＰは、過酸化水素の不在においてインドール−３−酢酸の自動酸化分解を促進する（例えば、ここでの言及によって全体が本明細書に援用されるＨｅｍｅ  Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅｓ、Ｈ．Ｂｒｉａｎ  Ｄｕｎｆｏｒｄ、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、１９９９、Ｃｈａｐｔｅｒ  ６、ｐａｇｅｓ  １１２−１２３（自動酸化が高効率な分岐鎖機構を含む旨を記載している）を参照）。ＨＲＰ反応を、比活性度がピロガロール単位に関して表現される酵素活性単位にて測定することができる。１ピロガロール単位は、ｐＨ６．０で２０℃において２０秒でピロガロールから１．０ｍｇのプルプロガリンを形成する。このプルプロガリン（２０秒）単位が、２５℃において毎分約１８μＭ単位に相当する。
【００５１】
【化１】
0005595041.tif 000003
本発明の特定の態様によれば、酸素富化した本発明の流体（出力材料）が、西洋わさびペルオキシダーゼの存在下でピロガロールと反応するために、本明細書において説明および開示されている。反応は、過酸化水素、超酸化物、または他の反応性の酸素の種が酸素富化した本発明の流体において検出されていないため、ピロガロールの自動酸化に起因している可能性が最も高い。この反応の程度は、加圧酸素溶液（圧力ポット酸素溶液）のそれよりも高く、過酸化水素のそれよりも低い。
【００５２】
具体的には、本出願の出願人が、過酸化水素が存在しない（０．１ｐｐｍの感度で何も検出されない）一方で、本発明のガス富化流体が、一貫して西洋わさびペルオキシダーゼ酵素（ＨＲＰ）の存在下でのピロガロールのプルプロガリンへの明らかな自動酸化の促進を特徴とすることができることを明らかにした。すなわち、出願人は、過酸化水素の非存在下でのインドール−３−酢酸の自動酸化分解のＨＲＰによる促進の場合と同様に、過酸化水素の非存在下でのピロガロールの自動酸化分解のＨＲＰによる促進を発見した。特定の態様によれば、この活性の存在およびレベルが、本発明の組成物を従来技術に照らして区別する特徴である。
【００５３】
特定の実施形態において、本発明のガス富化流体は、ＨＲＰの存在および過酸化水素の不在のもとで、約０．５ｐｐｍの過酸化水素、約０．８ｐｐｍの過酸化水素、約１ｐｐｍの過酸化水素、約２ｐｐｍの過酸化水素、約３ｐｐｍの過酸化水素、約４ｐｐｍの過酸化水素、約５ｐｐｍの過酸化水素、約６ｐｐｍの過酸化水素、約７ｐｐｍの過酸化水素、約８ｐｐｍの過酸化水素、約９ｐｐｍの過酸化水素、約１０ｐｐｍの過酸化水素、約１１ｐｐｍの過酸化水素、約１２ｐｐｍの過酸化水素、約２０ｐｐｍの過酸化水素、約４０ｐｐｍの過酸化水素、約５０ｐｐｍの過酸化水素、あるいはこれらの間の任意の値、またはそれ以上と同等なピロガロール自動酸化速度を（本明細書において「定義」の項で画定される標準条件のもとで）促進する。
【００５４】
西洋わさびペルオキシダーゼ酵素が、流体内の分子酸素との反応を促進することによって、ピロガロールの自動酸化を触媒することが知られている（Ｋｈａｊｅｈｐｏｕｒら、ＰＲＯＴＥＩＮＳ：Ｓｔｒｕｃｔ，Ｆｕｎｃｔ，Ｇｅｎｅｔ．５３：６５６−６６６（２００３））。また、酸素が、その構造がおそらくは内部への酸素のアクセス性を決定する西洋わさびペルオキシダーゼ酵素の疎水ポア領域（Ｐｈｅ６８とＰｈｅ１４２との間）を介して、酵素のヘムポケットに結合することも、知られている。機構に拘束されるわけではないが、たんぱく質の表面電荷が、たんぱく質の構造を左右することがたんぱく質の技術分野において知られているため、本発明によるガス富化流体に存在する溶媒和電子が、西洋わさびペルオキシダーゼの構造を酸素のアクセス性がより大になるように変えるべく機能することがありうる。その結果、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素の人工のヘムポケットへと酸素のアクセス性が高くなることで、従来技術の酸素富化流体（圧力ポット、微細気泡）に比べて、ピロガロールとの反応性の向上が可能になると考えられる。あるいは、本発明の出力組成物の追加の電子または溶媒和電子は、西洋わさびペルオキシダーゼ酵素（ＨＲＰ）の存在下でのピロガロールのプルプロガリンへの明らかな自動酸化の促進を可能にするために、他の態様で機能することができる。
【００５５】
いずれにせよ、特定の態様によれば、本発明の方法および装置を使用した出力材料の生成は、電荷の勾配をもたらす界面二重層、摩擦電気効果によって表面から離れるように電荷（例えば、電子）を引張る表面に対する材料の移動（材料の流れが、溶媒和電子の流れを生み出す）を伴うプロセスを含んでいる。さらに、機構に拘束されるわけではないが、さらなる態様によれば、二原子酸素の軌道構造が、流体材料（水）内の水素結合の構成に電荷のアンバランスを生み出し（例えば、２つの対ではない電子が水の水素結合に影響を及ぼす）、電子がアンバランスな状態で溶媒和および安定化される。
【００５６】
本発明の富化された酸素および二重層効果によって付与される溶媒和電子の組み合わせ、ならびに請求項に記載される装置の構成が、ＨＲＰの存在下でのピロガロールの自動酸化を促進し、これは、光学密度によって容易に監視および定量化できる本発明の出力材料組成物の特筆すべき特徴である。典型的には、本発明の酸素富化した組成物は、同等の溶存酸素濃度を有する加圧（圧力ポット）または微細気泡のコントロール流体に比べ、標準的なアッセイにおいて約２０％も高い光学密度の読み取りをもたらすことを特徴とする。
【００５７】
（ピロガロール反応性試験）
一定の分量の本発明の酸素富化した出力材料を、市販の西洋わさびペルオキシダーゼおよびピロガロール・アッセイ（Ｓｉｇｍａ）を使用することによって、ペルオキシダーゼ活性について試験した。要約すると、ピロガロール原液を、脱イオン水で準備した。ピロガロールは、基質（過酸化水素など）と反応してプルプロガリンおよび水をもたらすため、流体についての西洋わさびペルオキシダーゼ酵素のペルオキシダーゼ活性の指標である。西洋わさびペルオキシダーゼ、ピロガロール、および適切なリン酸カリウム緩衝液を含む試験流体を、他の流体と比較した。過酸化水素を、ポジティブコントロールとして使用した。試験した他の流体が、所望の溶存酸素レベルに達するように１００ｐｓｉまで圧力ポットにおいて酸素化し、かつ加圧した水である（圧力ポット）一方で、別の流体を、開放ビーカーでエアーストーンによって酸素化した（微細気泡）。試験被験体のすべての流体を室温に維持し、約５５ｐｐｍの溶存酸素レベルを（ＦＯＸＹプローブで）測定した。水サンプルを、酵素試薬を加えることによって試験した。連続的な分光光度法による速度の測定を、Ａ４２０ｎｍおよび室温（摂氏２５°）において行った。
【００５８】
図３９Ａ〜３９Ｅに示されるとおり、本発明の酸素富化流体が、ピロガロールによって西洋わさびペルオキシダーゼとの反応性について陽性の試験結果を示したのに対し、圧力ポットおよび微細気泡の水サンプルは、はるかに少ない反応性であった。図３９Ｅに示されるとおり、他のガスを富化した本発明の流体が、同じ態様では反応していないことから、酸素が、西洋わさびペルオキシダーゼの存在下でのピロガロールとの反応に必要である。
【００５９】
本明細書に記載のとおり、過酸化水素の存在について本発明の酸素富化流体のいくつかの化学試験を実行したが、それらの試験のいずれも、（０．１ｐｐｍという過酸化水素の感度で）陽性ではなかった。したがって、本出願の新規な酸素富化流体は、過酸化水素の非存在下で、ペルオキシダーゼによって促進される自動酸化活性をもたらしている。
【００６０】
したがって、本出願の新規な酸素富化流体は、過酸化水素の非存在下でペルオキシダーゼによって促進される自動酸化活性をもたらしている。特定の実施形態において、本出願の出願人は、西洋わさびペルオキシダーゼ効果が、それを保存してなる瓶を開けた後も少なくとも７時間まで残ることを確認した。他の実施形態において、本出願の出願人は、西洋わさびペルオキシダーゼ効果が、閉鎖容器での１０５日間の保存後に、閉鎖容器を開けた後も残っていることを確認した。対照的に、他の実施形態において、本出願の出願人は、単に流体を加圧することによって作り出した同等の溶存酸素レベルを試験したときに、バックグラウンドのＨＲＰ効果の低下がすぐに生じ、４時間足らずで劇的に低下することを確認した。
【００６１】
（グルタチオンペルオキシダーゼの検討）
本発明の酸素富化した出力流体材料を、標準的なアッセイ（Ｓｉｇｍａ）を使用してグルタチオンペルオキシダーゼとの反応性を試験することによって、過酸化水素の存在について試験した。水サンプルを、酵素試薬を加えることによって試験した。連続的な分光光度法による速度の測定を、Ａ３４０ｎｍおよび室温（摂氏２５°）において行った。試験したサンプルは、１．脱イオン水（ネガティブコントロール）、２．低濃度の本発明の酸素富化流体、３．高濃度の本発明の酸素富化流体、４．過酸化水素（ポジティブコントロール）である。図４０に示されるとおり、過酸化水素（ポジティブコントロール）が、強力な反応性を示した一方において、試験した他の流体はいずれも、グルタチオンと反応することはなかった。
【００６２】
（特異なＤＮＡ耐熱性）
本発明の特定の実施形態は、本発明の組成物のもう１つの特筆すべき特徴を提供する。具体的には、本出願の出願人は、コントロール流体と比べ、本発明の出力流体に関して核酸の特異な耐熱性が存在することを発見した。例えば、富化されていない脱イオン水に比べて本発明の酸素富化出力材料において測定されるときのＴ７プロモータープライマー５’−ｄ（ＴＡＡＴＡＣＧＡＣＴＣＡＣＴＡＴＡＧＧＧ）−３’（配列番号：１）である。水の温度が上昇するとき、ＤＮＡオリゴマー構造が、構造変化を実行する。図３８に示されているように、このオリゴについてこの技術分野において認識されている約４８℃の溶融温度に一致して、Ｔ７  ＤＮＡが、コントロール（脱イオン水）においては摂氏約５０°で変性し始めるのに対し、酸素富化した本発明の流体中のＤＮＡは、摂氏約６０°まで変わらないままである。このように、溶媒和電子を含んでいる本発明の酸素富化流体は、コントロール流体と比べたときに、ＤＮＡにより高い耐熱性を与え、光学密度の測定によって容易に監視および定量化できる本発明の出力材料組成物のさらなる特筆すべき特徴を提供する。
【００６３】
（ガス富化した流体または溶液を生成するための装置）
（関連技術の記述）
図１は、１つ以上のガス状または液状の材料（「注入材料」）を別のガス状または液状の材料（「ホスト材料」）へと拡散させ、あるいは乳化させるための従来技術の装置１０について、参照によってその全体が本明細書に援用される特許文献１から再現した一部分のブロック図および部分断面図を提示している。装置１０は、ステータ３０およびロータ１２を収容するように構成された筐体を備えている。ステータ３０が、ロータ１２を取り囲んでいる。筒状のチャネル３２が、ロータ１２とステータ３０との間に画定されている。概して円筒形のロータ１２が、約７．５００インチの直径および約６．０００インチの長さを有しており、約０．８という直径に対する長さの比をもたらしている。
【００６４】
ロータ１２は、両端において概して閉じられている中空円筒を含んでいる。ロータ１２の第１および第２の端部のそれぞれと、筐体３４の一部分との間に、ギャップが存在している。モータ１８によって駆動される回転シャフト１４が、ロータ１２の第２の端部に接続されている。ロータ１２の第１の端部は、導入口１６に接続されている。第１の注入材料が、導入口１６を通り、ロータ１２の内部へと通過する。第１の注入材料は、ロータ１２の内部から、ロータ１２に形成された複数の開口２２を通って、チャネル３２へと通過する。
【００６５】
ステータ３０も、外周の周りに形成された開口２２を有している。導入口３６が、第２の注入材料を、ステータ３０と筐体３４との間の領域３５に通す。第２の注入材料は、領域３５を出て、開口２２を通ってチャネル３２へと通過する。
【００６６】
外部のポンプ（図示されていない）が、ホスト材料をただ１つの導入ポート３７に送るために使用される。ホスト材料は、ただ１つの導入ポート３７を通ってチャネル３２を通過し、チャネル３２において、開口２２を通ってチャネル３２に入る第１および第２の注入材料に出会う。ホスト材料が開口２２を通過することがないように、注入材料を、それらの供給源において加圧してもよい。
【００６７】
導入ポート３７は、環状の導入チャネル３２のうちの比較的小さな部分（＜約５％）にのみ沿って位置するように構成および配置されており、チャネル３２の一部分へと向かう軸方向の流れをホスト材料に付与するために、ロータ１２の回転軸に実質的に平行である。
【００６８】
あいにく、筒状のチャネル３２に進入する前に、ホスト材料は、軸方向の流れの方向以外の屈曲した方向（例えば、軸方向の流れに実質的に直交する方向など）に移動し、そして、ロータ１２の第１の端部と筐体３４との間に形成されるギャップへと移動して、このギャップの間を移動しなければならない（すなわち、ロータ１２の端部と筐体３４との間の、導入口１６に隣接するロータの第１の端部の一部分を移動する）。この軸方向でなくて直角な流れ、ならびにロータ１２の第１の端部と筐体３４との間のギャップにおけるホスト材料の存在が、望ましくない不必要な摩擦を引き起こす。さらに、ホスト材料の一部が、ロータの第１の端部と筐体との間で渦を巻く渦流に捕らえられる可能性がある。さらには、装置１０において、ホスト材料は、筒状のチャネル３２の環状の導入口の任意の態様へと進入するために、少なくとも２つの直角を通り抜けなければならない。
【００６９】
ただ１つの排出口４０が、筐体３４に形成されている。組み合わされたホスト材料および注入材料が、排出口４０を経由してチャネル３２を出る。排出口４０は、やはり筒状のチャネル３２の環状の出口のうちの限られた部分（＜約５％）のみに沿って位置しており、この筒状のチャネル３２の環状の出口のうちの限られた部分から離れて排出口４０へと入る組み合わされた材料の軸方向の流れをもたらし、あるいはそのような流れを可能にするために、ロータ１２の回転軸に実質的に平行である。流体を排出口４０を通して汲み出すために、外部のポンプ４２が使用される。
【００７０】
あいにく、チャネル３２を出る前に、流出する材料のかなりの部分が、軸方向の流れの方向以外の屈曲した方向（例えば、軸方向の流れに実質的に直交する方向など）に移動しなければならず、そして、ロータ１２の第２の端部と筐体３４との間に形成されるギャップへと移動し、このギャップの間を移動しなければならない（すなわち、ロータ１２の端部と筐体３４との間で、シャフト１４に隣接するロータの第２の端部の一部分を移動する）。上述のように、この軸方向でない直角な流れ、ならびにロータ１２の端部（この場合には、第２の端部）と筐体３４との間の別のギャップにおけるホスト材料の存在が、望ましくない不必要なさらなる摩擦を引き起こす。さらに、ホスト材料の一部が、ロータの第２の端部と筐体との間で渦を巻く渦流に捕らえられる可能性がある。さらには、装置１０において、流出する組み合わせ後の材料のかなりの部分が、筒状のチャネル３２の環状の出口から排出口４０に出て行くために、少なくとも２つの直角を通り抜けなければならない。
【００７１】
当業者にとって明らかであるとおり、導入ポート３７は、ホスト材料に軸方向の流れのみを付与する。ロータ２１のみが、ホスト材料に周方向の流れを付与する。さらに、排出口４０は、流出する材料に軸方向の流れのみを付与または提供する。さらに、周方向の流れの速度ベクトルは、筒状のチャネル３２の環状の導入口３７に進入後においてのみ、材料に付与され、その後、材料が排出口４０へと進入するときに、周方向の流れのベクトルを低下させ、あるいは除去するはずである。したがって、材料がチャネル３２を軸方向に通過するときに、材料に対して漸進的な周方向の加速度が必要であり、材料がチャネル３２から出るとき、周方向の減速度が必要である。これらの態様が、導入ポート３７から排出口４０へと材料がとる屈曲した経路と相俟って、経路に実体摩擦および流体抵抗を引き起こし、これに付随して、導入ポート３７と排出口４０との間の圧力差が大きくなり（例えば、６０ガロン／分の流量において、２６ｐｓｉ）、これらの要因が複合して、とりわけシステムの全体としての効率を低下させる。
【００７２】
（動電学的に酸素富化された水性の流体および溶液）
図２は、混合装置１００の構成要素のうちのいくつか、ならびにこの装置への／この装置内の／この装置からの流れを示すブロック図を提示している。混合装置１００は、２つ以上の入力材料を組み合わせて出力材料１０２を形成し、出力材料１０２を、混合装置１００から貯蔵容器１０４へと受け取ることができる。混合装置１００は、２つ以上の入力材料を新規な方法で攪拌して、新規な特性を有する出力材料１０２を生成する。出力材料１０２として、入力材料のうちの１つの残りの入力材料のうちの少なくとも１つへの懸濁液（例えば、乳濁液）だけでなく、入力材料の新規な組み合わせ（例えば、静電的な組み合わせ）、入力材料間の化学反応からもたらされる化合物、新規な静電特性を有する組み合わせ、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００７３】
入力材料は、第１の材料の供給源１１２によって提供される第１の材料１１０、第２の材料の供給源１２２によって提供される第２の材料１２０、および選択的に第３の材料の供給源１３２によって提供される第３の材料１３０を含むことができる。第１の材料１１０として、水、生理食塩水、化学懸濁液、極性液体、無極性液体、コロイド懸濁液、細胞生育培地、などといった液体を挙げることができる。いくつかの実施形態においては、第１の材料１１０が、混合装置１００へと戻される出力材料１０２を含んでもよい。第２の材料１２０は、酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、オゾン、硫黄ガス、亜酸化窒素、一酸化窒素、アルゴン、ヘリウム、臭素、およびこれらの組み合わせ、などのガスで構成でき、あるいはこれらのガスを含むことができる。好ましい実施形態においては、ガスが酸素であり、あるいは酸素を含んでいる。選択的な第３の材料１３０は、液体またはガスを含むことができる。いくつかの実施形態においては、第３の材料１３０が、混合装置１００へと戻される（例えば、ポンプ２１０、２２０、または２３０のうちの１つ以上へと戻され、さらに／またはチャンバ３１０および／または３３０へと戻される）出力材料１０２であっても、あるいはそのような出力材料１０２を含んでもよい。
【００７４】
選択的に、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０を、それぞれ外部のポンプ２１０、外部のポンプ２２０、および外部のポンプ２３０によって混合装置１００へと送り込むことができる。あるいは、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０のうちの１つ以上を、それぞれ圧力下で供給源１１２、供給源１２２、および供給源１３２に貯蔵し、圧力によって混合装置１００へと押し出してもよい。本発明は、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０をそれぞれの供給源１１２、供給源１２２、および供給源１３２から混合装置１００に移動させるために使用される方法によって限定されるわけではない。
【００７５】
混合装置１００は、混合チャンバ３３０の側方に位置する第１のチャンバ３１０および第２のチャンバ３２０を備えている。３つのチャンバ３１０、３２０、および３３０は、互いに接続されて連続的な容積を形成している。
【００７６】
第１の材料１１０が、第１のチャンバ３１０へと運ばれ、第１のチャンバ３１０から混合チャンバ３３０へと流入する。第１のチャンバ３１０内の第１の材料１１０を、内部のポンプ４１０によって第１のチャンバ３１０へと送ることができる。第２の材料１２０が、混合チャンバ３３０へと運ばれる。選択的に、第３の材料１３０を、混合チャンバ３３０へと運ぶことができる。混合チャンバ３３０内の材料が、混合チャンバ３３０内で混合され、出力材料１０２が形成される。次いで、出力材料１０２は、第２のチャンバ３２０へと流れ、第２のチャンバ３２０から混合装置１００を出る。混合チャンバ３３０内の出力材料１０２を、内部のポンプ４２０によって第２のチャンバ３２０へと送ることができる。選択的に、第２のチャンバ３２０内の出力材料１０２を、外部のポンプ４３０（例えば、単独あるいは内部のポンプ４１０および／または４２０との組み合わせ）によって第２のチャンバ３２０から貯蔵容器１０４へと送ることができる。
【００７７】
特定の態様においては、共通の駆動シャフト５００が、内部のポンプ４１０および内部のポンプ４２０の両方を駆動する。駆動シャフト５００は、混合チャンバ３３０を通過し、混合チャンバ３３０に第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０を混合するために使用される回転力を提供する。駆動シャフト５００は、駆動シャフト５００に接続されたモータ５１０によって駆動される。
【００７８】
図３は、第１の材料１１０を混合装置１００へと供給し、出力材料１０２を混合装置１００から取り出すためのシステム５１２を提示している。システム５１２においては、出力材料１０２の貯蔵容器１０４および第１の材料１１０の供給源１１２が、結合されている。外部のポンプ２１０が、ホースおよびパイプなどといった流体管５１４によって、一体の貯蔵容器１０４／供給源１１２に接続されている。外部のポンプ２１０が、一体の貯蔵容器１０４／供給源１１２から一体の第１の材料１１０／出力材料１０２を、流体管５１４を通って、外部のポンプ２１０を混合装置１００に接続している流体管５１６へと送る。出力材料１０２は、流体管５１８を通って混合装置１００を出る。流体管５１８は、一体の貯蔵容器１０４／供給源１１２に接続されており、混合装置１００を出る出力材料１０２を一体の貯蔵容器１０４／供給源１１２へと運ぶ。流体管５１８は、混合装置１００内の動作圧力または背圧を確立するバルブ５１９を含んでいる。
【００７９】
図２および４−１１を参照し、混合装置１００の実施形態の種々の構成要素のさらに詳しい説明を提示する。混合装置１００は、規模の拡大縮小が可能である。したがって、種々の構成要素に関して提示される寸法は、装置の一実施形態を構築するために使用することが可能であり、あるいは選択されるサイズの混合装置を構築するために拡大縮小が可能である。
【００８０】
図４に目を向けると、混合装置１００は、第１のチャンバ３１０、混合チャンバ３３０、および第２のチャンバ３２０のそれぞれを収容する筐体５２０を備えている。上述のように、混合装置１００は、装置の動作時に回転する駆動シャフト５００を備えている。したがって、混合装置１００は、振動その他の運動を呈する可能性がある。選択的に、混合装置１００を、混合装置１００を実質的に静止した位置に保つために、床などの表面へと取り付けることができるベース１０６に接続することができる。
【００８１】
筐体５２０を、２つ以上の筐体部分から組み立てることができる。例として、筐体５２０は、第１の機械式密閉筐体５２４および第２の機械式密閉筐体５２６が側方に位置する中央部５２２を含むことができる。軸受筐体５３０を、第１の機械式密閉筐体５２４に中央部５２２の反対側で接続することができる。軸受筐体５３２を、第２の機械式密閉筐体５２６に中央部５２２の反対側で接続することができる。選択的に、筐体部分５５０を、軸受筐体５３０に接続することができる。
【００８２】
軸受筐体５３０および５３２のそれぞれは、軸受アセンブリ５４０を収容することができる（図５および６を参照）。軸受アセンブリ５４０は、ペンシルベニア州ＫｕｌｐｓｖｉｌｌｅのＳＫＦ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ，（ウェブサイトは、ｗｗｗ．ｓｋｆ．ｃｏｍ）が製造している型番「２０２ＳＺＺＳＴ」など、この技術分野において知られている任意の適切な軸受アセンブリを備えることができる。
【００８３】
隣接する筐体部分の間に、シールを設けることができる。例えば、Ｏリング５６０（図５を参照）を、筐体部分５５０と軸受筐体５３０との間に配置することができ、Ｏリング５６２（図５を参照）を、第１の機械式密閉筐体５２４と中央部５２２との間に配置することができ、Ｏリング５６４（図６を参照）を、第２の機械式密閉筐体５２６と中央部５２２との間に配置することができる。
【００８４】
（混合チャンバ３３０）
次に図７を参照すると、混合チャンバ３３０が、第１の機械式密閉筐体５２４と第２の機械式密閉筐体５２６との間の筐体５２０の中央部５２２の内側に配置されている。混合チャンバ３３０は、混合装置１００の２つの構成要素、すなわちロータ６００とステータ７００との間に形成されている。ロータ６００は、概して中空の内側部分６１０を画定する内表面６０５と、外表面６０６とを備えている側壁６０４を有することができる。側壁６０４は、約０．２０インチ〜約０．７５インチの厚さであってよい。いくつかの実施形態においては、側壁６０４が、約０．２５インチの厚さである。しかしながら、混合装置１００は、特定の用途に適するように拡大縮小が可能であるため、上記提示の値よりも厚い側壁６０４または薄い側壁６０４を有する装置の実施形態も、本発明の教示の範囲に包含される。側壁６０４は、第１の端部６１２および第２の端部６１４、ならびに第１の端部６１２と第２の端部６１４との間に形成された複数の貫通孔６０８を含んでいる。選択的に、側壁６０４の外表面６０６が、開口、突起、肌理、などといった別の特徴を備えてもよい。第１の端部６１２は、カラー６１８を収容するように構成された軽減部６１６を有しており、第２の端部６１４は、カラー６２２を収容するように構成された軽減部６２０を有している。
【００８５】
ロータ６００は、ステータ７００の内側に配置されている。ステータ７００は、ロータ６００が配置される概して中空の内側部分７１０を画定する内表面７０５を備えている側壁７０４を有している。側壁７０４は、約０．１インチ〜約０．３インチの厚さであってよい。いくつかの実施形態においては、側壁６０４が、約１．５インチの厚さである。ステータ７００は、実質的に静止した位置において、筐体５２０に回転せぬように接続されることができる。あるいは、ステータ７００を、筐体５２０と一体に形成してもよい。側壁７０４が、第１の端部７１２および第２の端部７１４を有している。選択的に、複数の開口７０８が、第１の端部７１２と第２の端部７１４との間においてステータ７００の側壁７０４に形成される。選択的に、側壁７０４の内表面７０５が、貫通孔、突起、肌理、などといった他の特徴を備えてもよい。
【００８６】
ロータ６００が、回転軸「α」を中心にして、図９の矢印「Ｃ３」によって示されている方向に、静止のステータ７００に対して回転する。ロータ６００およびステータ７００のそれぞれは、概して円筒形の形状であってよく、長手軸を有することができる。ロータ６００は、外径「Ｄ１」を有しており、ステータ７００は、内径「Ｄ２」を有することができる。直径「Ｄ１」は、例えば約０．５インチ〜約２４インチの範囲であってよい。いくつかの実施形態においては、直径「Ｄ１」は、約３．０４インチである。いくつかの実施形態においては、直径「Ｄ１」は、約１．７インチである。直径「Ｄ２」は、直径「Ｄ１」よりも大きいが、約０．５６インチ〜約２４．２５インチの範囲であってよい。いくつかの実施形態においては、直径「Ｄ２」は、約４インチである。したがって、混合チャンバ３３０は、約０．０２インチから約０．１２５インチの厚さ（すなわち、直径「Ｄ２」と直径「Ｄ１」との間の差）のリング状の断面形状を有することができる。特定の実施形態においては、混合チャンバ３３０は、約０．０２５インチの厚さである。従来技術の装置１０（図１を参照）のロータ１２とステータ３４との間のチャネル３２は、約０．０９インチの厚さのリング状の断面形状を有している。したがって、特定の実施形態において、混合チャンバ３３０の厚さは、従来技術の装置１０のチャネル３２の約３分の１よりも小さい。
【００８７】
ロータ６００の長手軸を、ロータ６００の回転軸「α」に整列させることができる。ロータ６００の長手軸を、ステータ７００の長手軸に整列させることができる。ロータ６００は、回転軸「α」に沿って約３インチ〜約６インチの長さを有することができる。いくつかの実施形態においては、ロータ６００が、回転軸「α」に沿って約５インチの長さを有することができる。ステータ７００は、回転軸「α」に沿って約３インチ〜約６インチの長さを有することができる。いくつかの実施形態においては、ステータ７００が、回転軸「α」に沿って約５インチの長さを有することができる。
【００８８】
ロータ６００およびステータ７００が、概して円筒形の形状の有するものとして描かれているが、別の形状も使用可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。例えば、ロータ６００およびステータ７００が、円錐形、球形、任意の形状、などであってよい。さらに、ロータ６００およびステータ７００が、同一の形状である必要はない。例えば、ロータ６００が円筒形であって、ステータ７００が角胴形であっても、あるいはこの反対であってもよい。
【００８９】
図４〜７に示されているステータ７００の開口７０８および貫通孔６０８は、概して円柱形の形状である。貫通孔６０８の直径は、約０．１インチ〜約０．６２５インチの範囲であってよい。開口７０８の直径は、約０．１インチ〜約０．６２５インチの範囲であってよい。ステータ７００の開口７０８の１つ以上が、他の開口７０８の直径とは異なる直径を有してもよい。例えば、開口７０８の直径が、ステータ７００の第１の端部７１２からステータ７００の第２の端部７１４へと大きくなっていてもよく、開口７０８の直径が、ステータ７００の第１の端部７１２からステータ７００の第２の端部７１４へと小さくなっていてもよく、あるいは開口７０８の直径が、ステータ７００において別の態様で様々であってよい。ロータ６００の貫通孔６０８の１つ以上が、残りの貫通孔６０８の直径と異なる直径を有してもよい。例えば、貫通孔６０８の直径が、ロータ６００の第１の端部６１２からロータ６００の第２の端部６１４へと大きくなっていてもよく、貫通孔６０８の直径が、ロータ６００の第１の端部６１２からロータ６００の第２の端部６１４へと小さくなっていてもよく、あるいは貫通孔６０８の直径が、ロータ６００において別の態様で様々であってよい。
【００９０】
別の実施形態を参照して後述されるとおり、開口７０８および貫通孔６０８は、概して円柱形以外の形状を有してもよく、そのような実施形態も、本発明の技術的範囲に包含される。例えば、貫通孔６０８が、狭い部位、円弧状の部位、先細りの部位、などを含んでもよい。図７を参照すると、貫通孔６０８のそれぞれが、外側部分６０８Ａ、より狭い部分６０８Ｂ、および外側部分６０８Ａとより狭い部分６０８Ｂとの間の移行をもたらしている先細りの部分６０８Ｃを含んでいる。同様に、開口７０８も、狭い部位、円弧状の部位、先細りの部位、などを含むことができる。
【００９１】
図８が、ステータ７００の開口７０８およびロータ６００の貫通孔６０８の適切な配置について、これに限定されるわけではない一例を提示している。ステータ７００の開口７０８を、回転軸「α」に実質的に直角である、実質的に平行な横列「ＳＬＡＴ−１」〜「ＳＬＡＴ−６」に配置することができる。また、ステータ７００の開口７０８を、回転軸「α」に実質的に平行である、実質的に平行な縦列「ＳＬＯＮＧ−１」〜「ＳＬＯＮＧ−７」に配置することができる。換言すると、ステータ７００の開口７０８を、直交する列からなる格子状のパターン（すなわち、横列が縦列に対して実質的に直角）であって、縦列「ＳＬＯＮＧ−１」〜「ＳＬＯＮＧ−７」を回転軸「α」に実質的に平行に有している格子状のパターンに配置することができる。
【００９２】
ステータ７００の開口７０８と同様に、ロータ６００の貫通孔６０８を、回転軸「α」に実質的に直角である、実質的に平行な横列「ＲＬＡＴ−１」〜「ＲＬＡＴ−６」に配置することができる。しかしながら、ロータ６００の貫通孔６０８を、直交する列からなる格子状のパターンに配置する代わりに、螺旋状の経路に沿って長手方向に延びる実質的に平行な列「ＲＬＯＮＧ−１」〜「ＲＬＯＮＧ−７」に配置することができる。あるいは、ロータ６００の貫通孔６０８を、回転軸「α」に関して平行以外の或る角度で長手方向に延びる実質的に平行な列「ＲＬＯＮＧ−１」〜「ＲＬＯＮＧ−７」に配置してもよい。
【００９３】
ステータ７００の開口７０８およびロータ６００の貫通孔６０８を、ロータ６００がステータ７００の内側に配置されたときに、横列「ＳＬＡＴ−１」〜「ＳＬＡＴ−６」がそれぞれ横列「ＲＬＡＴ−１」〜「ＲＬＡＴ−６」に少なくとも部分的に整列するように、構成することができる。この態様で、ロータ６００がステータ７００の内側で回転するときに、貫通孔６０８が開口７０８のそばを通過する。
【００９４】
それぞれの横列「ＲＬＡＴ−１」〜「ＲＬＡＴ−６」における貫通孔６０８の横方向の間隔は、その横列のすべての貫通孔６０８が同時に、ステータ７００の横列「ＳＬＡＴ−１」〜「ＳＬＡＴ−６」のうちの対応する１つの開口７０８に、少なくとも部分的に整列するような間隔である。縦方向に延びる列「ＲＬＯＮＧ−１」〜「ＲＬＯＮＧ−６」を、縦方向に延びるそれぞれの列の最初の横列「ＲＬＡＴ−１」の貫通孔６０８が、最後の横列「ＲＬＡＴ−６」の貫通孔６０８がステータ７００の対応する最後の横列「ＳＬＡＴ−６」の開口７０８に部分的に整列し始めるよりも前に、対応する横列「ＳＬＡＴ−１」の開口７０８を完全に通過するように構成することができる。
【００９５】
図８では、６つの横列および６つの縦方向に延びる列がロータ６００に関して図示され、６つの横列および７つの縦方向に延びる列がステータ７００に関して図示されているが、本発明の教示から離れることなく、ロータ６００および／またはステータ７００に関して、別の数の横列および／または縦列を使用できることは、当業者にとって明らかである。
【００９６】
対応する横列の間で、一度に一致するのが１組の開口だけであることを保証するために、ステータ７００のそれぞれの横列「ＳＬＡＴ−１」〜「ＳＬＡＴ−６」の開口７０８の数を、所定の数（例えば、１つ、２つ、など）だけ、ロータ６００の対応するそれぞれの横列「ＲＬＡＴ−１」〜「ＲＬＡＴ−６」の貫通孔６０８の数と相違させることができる。したがって、例えば、横列「ＲＬＡＴ−１」が、ロータ６００の外周の周りに等間隔で配置された２０個の貫通孔６０８を有する場合に、横列「ＳＬＡＴ−１」が、ステータ７００の外周の周りに等間隔で配置された２０個の開口７０８を有することができる。
【００９７】
図７に戻ると、混合チャンバ３３０が、開いた第１の端部３３２および開いた第２の端部３３４を有している。ロータ６００の側壁６０４に形成された貫通孔６０８が、ロータ６００の内側部分６１０を混合チャンバ３３０に接続している。
【００９８】
ロータ６００は、ロータ６００の回転軸「α」に整列した駆動シャフト５００によって、ステータ７００の内側で回転させられる。駆動シャフト５００を、ロータ６００の第１の端部６１２および第２の端部６１４に接続でき、ロータ６００の中空の内側部分６１０を貫いて延ばすことができる。換言すると、駆動シャフト５００の一部分７２０が、ロータ６００の中空の内側部分６１０に配置される。
【００９９】
カラー６１８が、中空の内側部分６１０に配置される駆動シャフト５００の一部分７２１を受け入れるように構成され、カラー６２２が、中空の内側部分６１０に配置される駆動シャフト５００の一部分７２２を受け入れるように構成される。
【０１００】
部分７２１は、約０．５インチ〜約２．５インチの範囲であってよい外径「Ｄ３」を有している。いくつかの実施形態においては、外径「Ｄ３」が、約０．６２５インチである。部分７２２は、直径「Ｄ３」と実質的に同様であってよい外径「Ｄ４」を有しているが、これは必須ではない。直径「Ｄ４」は、約０．３７５インチ〜約２．５インチの範囲であってよい。
【０１０１】
ロータ６００を、カラー６１８およびカラー６２２のそれぞれによって、駆動シャフト５００の部分７２１および部分７２２に回転しないように取り付けることができる。例として、カラー６１８および６２２のそれぞれを、それぞれ軽減部６１６および６２０の内側に設置することができる。次いで、一体となったロータ６００／カラー６１８および６２２を、加熱して膨脹させることができる。次に、駆動シャフト５００が、カラー６１８および６２２を貫いて挿入され、このアセンブリが冷却される。冷却時の収縮によって、カラー６１８および６２２が、それぞれ駆動シャフト５００の部位７２２Ａおよび７２２Ｂの周囲に締まり、駆動シャフト５００がロータ６００に対して回転することがないように充分にきつく駆動シャフト５００を把持する。カラー６１８が、部分７２１および軽減部６１６のどちらに対しても回転せずに、駆動シャフト５００の回転をロータ６００の第１の端部６１２に伝える。カラー６２２が、部分７２２および軽減部６２０のどちらに対しても回転せずに、駆動シャフト５００の回転をロータ６００の第２の端部６１４に伝える。駆動シャフト５００とロータ６００とが、単一のユニットとして共に回転する。
【０１０２】
駆動シャフト５００は、第１の端部７２４（図５を参照）および第２の端部７２６（図６を参照）を有することができる。第１の端部７２４は、約０．５インチ〜約１．７５インチの直径「Ｄ５」を有することができる。特定の実施形態においては、直径「Ｄ５」は、約１．２５インチであってよい。第２の端部７２６は、実質的に直径「Ｄ５」と同様の直径「Ｄ６」を有することができる。
【０１０３】
第２の材料１２０を、回転する駆動シャフト５００の第１の端部７２４および第２の端部７２６の一方を通って混合チャンバ３３０へと運ぶことができる。駆動シャフト５００の第１の端部７２４および第２の端部７２６の他方を、モータ５１０に接続することができる。図５および６に示した実施形態においては、第２の材料１２０が、駆動シャフト５００の第１の端部７２４を通って混合チャンバ３３０へと運ばれ、駆動シャフト５００の第２の端部７２６は、モータ５１０に接続されている。
【０１０４】
図５に目を向けると、駆動シャフト５００に、第１の端部７２４からロータ６００の内側部分６１０に位置する部分７２０へと延びるチャネル７２８を形成することができる。チャネル７２８は、第１の端部７２４に形成された開口７３０を有している。混合装置１００が動作しているとき、第２の材料１２０が、開口７３０を通ってチャネル７２８へと導入される。
【０１０５】
バルブ７３２を、駆動シャフト５００の第１の端部７２４に位置するチャネル７２８の部位の内側に配置することができる。バルブ７３２は、チャネル７２８を通っての中空の内側部分６１０の内部からの第２の材料１２０の逆方向の流れ、および／またはチャネル７２８へと入る第２の材料１２０の順方向の流れを、制限または制御することができる。バルブ７３２は、逆止弁など、この技術分野において知られている任意のバルブを含むことができる。適切な逆止弁として、ワシントン州Ｂｏｔｈｅｌｌに事務所を有するＬｅｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＵＳＡ（ウェブサイトは、ｗｗｗ．ｔｈｅｌｅｅｃｏ．ｃｏｍ）が製造している部品番号「ＣＫＦＡ１８７６２０５Ａ」のフリー・フロー・フォワード逆止弁が挙げられる。
【０１０６】
駆動シャフト５００は、チャネル７２８をロータ６００の内側部分６１０に接続する開口７４０を、ロータ６００の内側部分６１０に位置させて備えることができる。図５にはただ１つの開口７４０が示されているが、チャネル７２８をロータ６００の内側部分６１０に接続するために、複数の開口を使用してもよいことは、当業者にとって明らかである。
【０１０７】
図２を参照すると、選択的に、外部のポンプ２２０が、第２の材料１２０を混合装置１００に送ることができる。ポンプ２２０として、この技術分野において知られている任意の適切なポンプを挙げることができる。これらに限定されるわけではないが、ポンプ２２０として、ダイアフラムポンプ、化学ポンプ、蠕動ポンプ、重力送りポンプ、ピストンポンプ、歯車ポンプ、および上述の任意のポンプの組み合わせ、など、この技術分野において知られている任意の適切なポンプを挙げることができる。第２の材料１２０がガスである場合には、このガスを加圧し、供給源１２２からガスを放出することによって、駆動シャフト５００の第１の端部７２４に形成された開口７３０へと押し込むことができる。
【０１０８】
ポンプ２２０および供給源１２２は、バルブ７３２によってチャネル７２８に接続される。チャネル７２８内へと運ばれた第２の材料１２０は、開口７４０を通ってロータ６００の内側部分６１０へとチャネル７２８を出る。次いで、第２の材料１２０は、ロータ６００の側壁６０８に形成された貫通孔６０８を通って、ロータ６００の内側部分６１０を出る。
【０１０９】
図５を参照すると、混合装置１００は、駆動シャフト５００の第１の端部７２４に接続されたシールアセンブリ７５０を備えることができる。シールアセンブリ７５０は、筐体５２０に画定されたチャンバ７５２内に保持されている。チャンバ７５２は、第１の端部７５４を、第２の端部７５６からチャンバの向こう側に離れた状態で有している。さらにチャンバ７５２は、チャンバ７５２へのアクセスを提供する導入ポート７５８および排出口７５９を備えている。チャンバ７５２は、筐体部分５５０および軸受筐体５３０によって画定されることができる。第１の端部７５４を、筐体部分５５０に形成でき、第２の端部７５６を、軸受筐体５３０に隣接させることができる。導入ポート７５８を、軸受筐体５３０に形成でき、排出口７５９を、筐体部分５５０に形成することができる。
【０１１０】
シールアセンブリ７５０は、第１の固定シール７６０を、筐体部分５５０および軸受筐体５３０内のチャンバ７５２の第１の端部７５４に設置して備えている。第１の固定シール７６０は、駆動シャフト５００の第１の端部７２４の部位７６２の周囲に広がっている。さらに、シールアセンブリ７５０は、第２の固定シール７６６を、軸受筐体５３０内のチャンバ７５２の第２の端部７５６に設置して備えている。第２の固定シール７６６は、駆動シャフト５００の第１の端部７２４の部位７６８の周囲に広がっている。
【０１１１】
シールアセンブリ７５０は、部位７６２と部位７６８との間の駆動シャフト５００の第１の端部７２４に、回転しないように接続された回転アセンブリ７７０を含んでいる。回転アセンブリ７７０は、駆動シャフトと共に１つのユニットとして回転する。回転アセンブリ７７０は、第１のシール７７２を第２のシール７７４の反対側に備えている。付勢部材７７６（例えば、ばね）が、第１のシール７７２と第２のシール７７４との間に位置している。付勢部材７７６が、第１のシール７７２を第１の固定シール７６０に向かって付勢し、第２のシール７７４を第２の固定シール７６６に向かって付勢する。
【０１１２】
冷却潤滑剤が、チャンバ７５２および回転アセンブリ７７０の周囲に供給される。潤滑剤は、導入ポート７５８を通ってチャンバ７５２に進入し、排出口７５９を通ってチャンバ７５２から出る。潤滑剤は、軸受筐体５３０に収容された軸受アセンブリ５４０を潤滑することができる。チャンバ５７０を、軸受筐体５３０と機械式密閉筐体５２４との間に配置することができる。さらに、軸受筐体５３０は、潤滑剤を送ることができるチャンバ５７０に接続された第２の導入ポート７５９を備えることができる。チャンバ５７０に送り込まれる潤滑剤は、軸受アセンブリ５４０を潤滑することができる。シールアセンブリ７５０は、ロータ６００の回転によって引き起こされる、装置のこの部分における摩擦力を、著しくではないかも知れないが、有意に減少させることができ、シール７７０の寿命を伸ばすことができる。シールは、炭化ケイ素を使用して構成された表面を含むことができる。
【０１１３】
図９を参照すると、ロータ６００が回転軸「α」を中心にして矢印「Ｃ１」によって示されている方向に回転するとき、ロータ６００は、第２の材料１２０を混合チャンバ３３０へと排出する。排出される第２の材料１２０の泡、液滴、粒子、などが、ロータ６００から出るが、この排出される第２の材料１２０の泡、液滴、粒子、などに、ロータ６００によって周方向の速度（矢印「Ｃ３」によって示されている方向）が付与される。第２の材料１２０を、ポンプ２２０（図２を参照）、回転するロータ６００の遠心力、第１の材料１１０に対する第２の材料１２０の浮力、およびこれらの組み合わせによって、混合チャンバ３３０から押し出すことができる。
【０１１４】
（モータ５１０）
図６に戻ると、駆動シャフト５００の第２の端部７２６を、継手９００によってモータ５１０の回転スピンドル７８０に接続することができる。スピンドル７８０は、約０．２５インチ〜約２．５インチの直径「Ｄ７」を有するほぼ円形の断面形状を有することができる。特定の実施形態においては、直径「Ｄ７」が、約０．２５インチ〜約１．５インチであってよい。図６に示した実施形態においては、駆動シャフト５００の第１の端部７２４の直径「Ｄ５」は、直径「Ｄ７」およびスピンドル７８０に実質的に等しいが、直径「Ｄ５」および直径「Ｄ７」の一方が他方よりも大きい実施形態も、本発明の範囲に包含される。
【０１１５】
図４も参照すると、継手９００を覆い、あるいは遮蔽することが望ましいかも知れない。図４および６に示した実施形態においては、駆動部ガード９１０が、継手９００を覆っている。駆動部ガード９１０は、湾曲部９１４の側方に１対の実質的に直線状の部位９１５および９１６を位置させてなる概してＵ字形であってよい。駆動部ガード９１０の実質的に直線状の部位９１５および９１６のそれぞれの遠位端が、フランジ９１８および９１９をそれぞれ有することができる。駆動部ガード９１０を、フランジ９１８および９１９のそれぞれによって、ベース１０６に固定することができる。
【０１１６】
モータ５１０を、支持部材９２０によってベース１０６上に支持することができる。支持部材９２０を、スピンドル７８０の付近においてモータ５１０に接続することができる。図示の実施形態において、支持部材９２０は、スピンドル７８０が通過する貫通孔を備えている。支持部材９２０を、支持部材９２０を１本以上のボルト９４０によってモータ５１０に固定するなど、この技術分野において知られている任意の方法を使用して、モータ５１０に接続することができる。
【０１１７】
継手９００は、ステータ７００の内側でロータ６００を回転させるために充分な量のトルクをスピンドル７８０から駆動シャフト５００へと伝達することに適した任意の継手を含むことができる。図４および６に示した実施形態においては、継手９００は、ベローズ継手である。ベローズ継手は、スピンドル７８０と駆動シャフト５００との整列がずれている場合に、有益でありうる。さらに、ベローズ継手は、駆動シャフト５００に加わる軸方向の力を吸収して、スピンドル７８０に伝わることがないようにする上で、役立つことができる。適切なベローズ継手として、マサチューセッツ州ＭａｒｌｂｏｒｏｕｇｈのＲｕｌａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（ウェブサイトは、ｗｗｗ．ｒｕｌａｎｄ．ｃｏｍ）が製造する「ＢＣ３２−８−８−Ａ」型が挙げられる。
【０１１８】
モータ５１０は、毎分約０．１回転（「ｒｐｍ」）から約７２００ｒｐｍまででロータ６００を回転させることができる。モータ５１０として、本発明の教示に従ってステータ７００の内側においてロータ６００を回転させるために適した任意のモータを挙げることができる。これに限定されるわけではないが、適切なモータとして、２３０／４６０ボルトおよび毎分３４５０（「ｒｐｍ」）で動作する半馬力の電動モータを挙げることができる。適切なモータとして、ウィスコンシン州ＧｒａｆｔｏｎのＬＥＥＳＯＮ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ウェブサイトは、ｗｗｗ．ｌｅｅｓｏｎ．ｃｏｍ）が製造する「Ｃ４Ｔ３４ＮＣ４Ｃ」型が挙げられる。
【０１１９】
（第１のチャンバ３１０）
図４および７に目を向けると、第１のチャンバ３２０が、第１の機械式密閉筐体５２４とロータ６００、およびステータ７００のそれぞれの第１の端部６１２および７１２との間で、筐体５２０の中央部５２２の内側に配置されている。第１のチャンバ３１０は、環状であってよく、実質的に円形の断面形状を有することができる。第１のチャンバ３１０および混合チャンバ３３０が、連続的な容積を形成している。駆動シャフト５００の一部分１０２０が、第１のチャンバ３１０を貫いて延びている。
【０１２０】
図４から最もよく見て取ることができるように、第１のチャンバ３１０は、第１の材料１１０が混合装置１００に通過して入る導入ポート１０１０を有している。第１の材料１１０を、外部のポンプ２１０（図２を参照）によって第１のチャンバ３１０の中へと送ることができる。外部のポンプ２１０は、第１のチャンバ３１０への供給のために充分な速度で第１の材料１１０を送るために、この技術分野において知られている任意のポンプを含むことができる。
【０１２１】
導入ポート１０１０は、回転軸「α」に対して実質的に直角に向けられている。したがって、第１の材料１１０は、第１のチャンバ３１０を貫いて延びている駆動シャフト５００の部分１０２０の接線方向の速度を有しつつ、第１のチャンバ３１０に進入する。この第１のチャンバ３１０へと進入する第１の材料１１０の流れの接線方向が、矢印「Ｔ１」によって示されている。図４および７に示した実施形態においては、導入ポート１０１０を、回転軸「α」からずらすことができる。当業者にとって明らかであるとおり、駆動シャフト５００の回転の方向（図９において矢印「Ｃ１」によって示されている）は、接線方向の成分を有している。導入ポート１０１０は、第１の材料１１０が、駆動シャフト５００の回転の方向の接線方向の成分と実質的に同じ方向に移動しつつ、第１のチャンバ３１０へと進入するように、配置されている。
【０１２２】
第１の材料１１０は、第１のチャンバ３１０に入り、駆動シャフト５００の部分１０２０の周囲で、第１のチャンバ３１０の内面によって向きを変える。第１のチャンバ３１０が実質的に円形の断面形状を有している実施形態においては、第１のチャンバ３１０の内面が、駆動シャフト５００の部分１０２０を中心とする実質的に円形の経路（図９において、矢印「Ｃ２」によって示されている）へと第１の材料１１０を偏向させることができる。そのような実施形態においては、第１の材料１１０の接線方向の速度が、第１の材料１１０を、この接線方向の速度によって少なくとも部分的に決定される周方向の速度にて回転軸「α」を中心にして移動させる。
【０１２３】
ひとたび第１のチャンバ３１０に入ると、第１の材料１１０を、第１のチャンバ３１０の内部に位置するポンプ４１０によって、第１のチャンバ３１０から混合チャンバ３３０へと送ることができる。外部のポンプ２１０（図２を参照）を備える実施形態においては、この外部のポンプ２１０を、ポンプ４１０が第１の材料１１０を第１のチャンバ３１０から送り出す速度に比べ、少なくとも同じ速さで第１の材料１１０を第１のチャンバ３１０へと送り込むように構成することができる。
【０１２４】
第１のチャンバ３１０は、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２と連通しており、第１のチャンバ３１０内の第１の材料１１０が、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２へと自由に流入できる。この態様で、第１の材料１１０が、混合チャンバ３３０と第１のチャンバ３１０との間で、いかなる角またはカーブも通過することがない。図示の実施形態においては、第１のチャンバ３１０が、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２の全体と連通している。第１のチャンバ３１０を、第１の材料１１０によって完全に満たすことができる。
【０１２５】
ポンプ４１０は、第１のチャンバ３１０を貫いて延びている駆動シャフト５００の部分１０２０によって駆動される。ポンプ４１０は、静止の筐体（すなわち、筐体５２０）によって画定されるチャンバ（すなわち、第１のチャンバ３１０）の内側に回転するポンプ部材２０２２を収容して有しているこの技術分野において知られている任意のポンプを含むことができる。適切なポンプの例として、これらに限られるわけではないが、プログレッシブ・キャビティ・ポンプなどの容積形ポンプ、シングル・スクリュ・ポンプ（例えば、アルキメデスのスクリュ・ポンプ）、などが挙げられる。
【０１２６】
図７および９に示されているポンプ４１０は、一般にシングル・スクリュ・ポンプと称される。この実施形態において、ポンプ部材２０２２は、駆動シャフト５００の部分１０２０の周囲に配置されたカラー部２０３０を含んでいる。カラー部２０３０は、駆動シャフト５００の部分１０２０と一緒に１つのユニットとして回転する。カラー部２０３０は、１つ以上の流体移動部材２０４０を含んでいる。図７および９に示した実施形態においては、カラー部２０３０が、螺旋の経路に沿ってカラー部２０３０に外接する螺旋形を有するただ１つの流体移動部材２０４０を含んでいる。
【０１２７】
図９を参照すると、第１のチャンバ３１０の内側が図示されている。ポンプ４１０が、第１のチャンバ３１０内の第１の材料１１０に、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２へと向かう軸方向の流れ（矢印「Ａ１」および矢印「Ａ２」によって示されている）を付与する。ポンプ４１０によって付与される第１の材料１１０の軸方向の流れは、従来技術の装置１０（図１を参照）の外部のポンプによって得ることができる圧力を超えることができる圧力を有している。
【０１２８】
さらに、ポンプ４１０を、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２に向かって移動する第１の材料１１０に周方向の流れ（矢印「Ｃ２」によって示されている）を付与するように構成することができる。混合チャンバ３３０への進入前の第１の材料１１０に付与される周方向の流れは、第１の材料１１０を、すでに初期の周方向の速度で所望の方向に移動している状態で、混合チャンバ３３０に進入させる。図１に示した従来技術の装置１０では、第１の材料１１０は、周方向の速度を持たずに従来技術の装置１０のチャネル３２に進入する。したがって、従来技術の装置１０のロータ１２は、自身単独で第１の材料１１０へと周方向の流れを付与しなければならない。第１の材料１１０が軸方向に移動しているため、従来技術の装置１０においては、第１の材料１１０が、第１の材料１１０が混合装置１００の混合チャンバ３３０を横切る場合よりも遅い周方向の速度で、ロータ１２およびステータ３０の間に形成されるチャネル３２の少なくとも一部分を横切る。換言すると、第１の材料１１０の軸方向の速度が従来技術の装置１０および混合装置１００の両者において同じである場合、第１の材料１１０が混合チャンバ３３０の軸方向の長さを横切り終えるまでに完了させることができる回転軸「α」を中心にする回転が、チャネル３２の軸方向の長さを横切り終えるまでに完了させることができる回転よりも多い。この追加の回転により、第１の材料１１０（および、一体となった第１の材料１１０および第２の材料）が、ステータ７００の有効内表面７０６（図７を参照）の大幅に広い部分へと曝される。
【０１２９】
外部のポンプ２１０（図２を参照）を含んでいる実施形態においては、外部のポンプ２１０が本発明の教示による導入ポート１０１０の向きとの組み合わせにおいて付与する周方向の速度が、それだけで、回転軸「α」を中心とする第１の材料１１０（および、一体となった第１の材料１１０および第２の材料１２０）の回転を増加させるために充分であるかも知れない。さらに、いくつかの実施形態においては、ポンプ２１０によって付与される周方向の速度およびポンプ４１０によって付与される周方向の速度が組み合わさって、回転軸「α」を中心とする第１の材料１１０（および、一体となった第１の材料１１０および第２の材料１２０）の充分な回転数を達成する。当業者であれば理解できるとおり、第１のチャンバ３１０の断面形状など、他の構造的要素も、ポンプ２１０、ポンプ４１０、およびこれらの組み合わせによって付与される周方向の速度に貢献できる。
【０１３０】
図１０に示した別の実施形態においては、ポンプ４１０が、混合チャンバ３３０の開いた第１の端部３３２に向かって移動する第１の材料１１０に周方向の流れを付与するように構成された１枚以上の羽根２０４２を備えることができる。
【０１３１】
（第２のチャンバ３２０）
次に、図４および７に目を向けると、第２のチャンバ３２０が、第２の機械式密閉筐体５２６とロータ６００およびステータ７００のそれぞれの第２の端部６１４および７１４との間で、筐体５２０の中央部５２２の内側に配置されている。第２のチャンバ３２０は、実質的に第１のチャンバ３１０と同様であってよい。しかしながら、第２のチャンバ３２０は、導入ポート１０１０の代わりに、排出口３０１０を備えることができる。駆動シャフト５００の一部分３０２０が、第２のチャンバ３２０を貫いて延びている。
【０１３２】
第２のチャンバ３２０および混合チャンバ３３０が、連続的な容積を形成している。さらに、第１のチャンバ３１０、混合チャンバ３３０、および第２のチャンバ３２０が、連続的な容積を形成している。第１の材料１１０が、混合装置１００を通って、第１のチャンバ３１０から混合チャンバ３３０へと流れ、最終的に第２のチャンバ３２０へと流れる。混合チャンバ３３０にあるとき、第１の材料１１０が第２の材料１２０に混ぜ合わせられ、出力材料１０２が形成される。出力材料１０２は、排出口３０１０を通って混合装置１００から出る。選択的に、出力材料１０２を導入ポート１０１０へと戻し、追加の量の第２の材料１２０、第３の材料１３０、およびこれらの組み合わせと混合してもよい。
【０１３３】
排出口３０１０は、回転軸「α」に対して実質的に直角に向けられ、第１のチャンバ３１０に形成される導入ポート１０１０と反対に位置することができる。出力材料１０２は、ロータ６００によって付与された周方向の速度（図９において矢印「Ｃ３」によって示されている方向）を有して混合チャンバ３３０から第２のチャンバ３２０へと進入する。周方向の速度は、第２のチャンバ３２０を貫いて延びている駆動シャフト５００の部分３０２０の接線方向である。図４、６、および７に示した実施形態においては、排出口３０１０を、回転軸「α」からずらすことができる。排出口３０１０は、駆動シャフト５００の回転と実質的に同じ方向（図９において矢印「Ｃ１」によって示されている）に移動しつつ第２のチャンバ３２０に進入する出力材料１０２が、排出口３０１０に向かって移動しているように配置される。
【０１３４】
出力材料１０２は、第２のチャンバ３２０に進入し、駆動シャフト５００の部分３０２０の周囲で、第２のチャンバ３２０の内面によって向きを変える。第２のチャンバ３２０が実質的に円形の断面形状を有している実施形態においては、第２のチャンバ３２０の内面が、駆動シャフト５００の部分３０２０を中心とする実質的に円形の経路へと出力材料１０２を偏向させることができる。
【０１３５】
図２を参照すると、選択的に、出力材料１０２を、外部のポンプ４３０によって第２のチャンバ３２０の内部から送り出すことができる。外部のポンプ４３０は、混合装置１００の処理能力を制限することがない充分な速度で出力材料１０２を送るために、この技術分野において知られている任意のポンプを含むことができる。そのような実施形態においては、外部のポンプ４３０が、出力材料１０２を第２のチャンバ３２０から出すときに、出力材料１０２の少なくとも一部へと接線方向（図４および１１において矢印「Ｔ２」によって示されている方向）の速度を導入することができる。出力材料１０２の一部の接線方向の速度が、出力材料１０２を、この接線方向の速度によって少なくとも部分的に決定される周方向の速度において、回転軸「α」の周りを移動させる。
【０１３６】
（ポンプ４２０）
図６および７に目を向けると、第２のチャンバ３２０の内部に位置するポンプ４２０が、出力材料１０２を、第２のチャンバ３２０から排出口３０１０へと送ることができ、さらには／あるいは混合チャンバ３３０から第２のチャンバ３２０へと送ることができる。外部のポンプ４３０を備える実施形態においては、この外部のポンプ４３０を、ポンプ４２０が出力材料１０２を排出口３０１０へと送る速度に比べ、少なくとも同じ速さで出力材料１０２を第２のチャンバ３２０から送るように構成することができる。
【０１３７】
第２のチャンバ３２０は、混合チャンバ３３０の開いた第２の端部３３４と連通しており、混合チャンバ３３０内の出力材料１０２が、開いた第２の端部３３４から第２のチャンバ３２０へと自由に流入できる。この態様で、出力材料１０２が、混合チャンバ３３０と第２のチャンバ３２０との間で、いかなる角またはカーブも通過することがない。図示の実施形態においては、第２のチャンバ３２０が、混合チャンバ３３０の開いた第２の端部３３４の全体と連通している。第２のチャンバ３２０を、出力材料１０２によって完全に満たすことができる。
【０１３８】
ポンプ４２０は、第２のチャンバ３２０を貫いて延びている駆動シャフト５００の部分３０２０によって駆動される。ポンプ４２０は、ポンプ４１０と実質的に同一であってよい。ポンプ４１０としての使用に適するとして上述した任意のポンプを、ポンプ４２０に使用することができる。ポンプ４１０が、第１の材料１１０を混合チャンバ３３０へと送る一方で、ポンプ４２０は、出力材料１０２を混合チャンバ３３０から送り出す。したがって、ポンプ４１０およびポンプ４２０の両者を、同じ方向に作動するように向けることができる。
当業者であれば理解できるとおり、第１の材料１１０は、出力材料１０２とは異なるであろう。例えば、第１の材料１１０および出力材料１０２の一方が、他方よりも粘性に富むかも知れない。したがって、ポンプ４１０は、ポンプ４２０と相違してもよい。ポンプ４１０を、第１の材料１１０の特性に適合するように構成でき、ポンプ４２０を、出力材料１０２の特性に適合するように構成できる。
【０１３９】
図６および７に示されているポンプ４２０は、一般にシングル・スクリュ・ポンプと称される。この実施形態において、ポンプ部材４０２２は、駆動シャフト５００の部分３０２０の周囲に配置されたカラー部４０３０を含んでいる。カラー部４０３０は、駆動シャフト５００の部分３０２０と一緒に１つのユニットとして回転する。カラー部４０３０は、１つ以上の流体移動部材４０４０を含んでいる。カラー部４０３０が、螺旋の経路に沿ってカラー部４０３０に外接する螺旋形を有するただ１つの流体移動部材４０４０を含んでいる。
【０１４０】
図１１を参照すると、第２のチャンバ３２０の内側が図示されている。ポンプ４２０が、第２のチャンバ３２０内の出力材料１０２に、混合チャンバ３３０の開いた第２の端部３３４から離れる軸方向の流れ（矢印「Ａ３」および矢印「Ａ４」によって示されている）を付与する。
【０１４１】
ポンプ４２０を、混合チャンバ３３０の開いた第２の端部３３４から離れるように移動する出力材料１０２に周方向の流れ（矢印「Ｃ４」によって示されている）を付与するように構成することができる。出力材料１０２に付与される周方向の流れは、ロータ６００によって必要とされる仕事の量を少なくするうえで役立つことができる。さらに、周方向の流れは、出力材料１０２を排出口３０１０に向かって導く。
【０１４２】
別の実施形態においては、ポンプ４２０が、図１０に示したポンプ４１０と実質的に同じ構成を有することができる。そのような実施形態においては、１枚以上の羽根２０４２が、混合チャンバ３３０の開いた第２の端部３３４から遠ざかるように移動する出力材料１０２に、周方向の流れを付与するように構成される。
【０１４３】
当業者にとって明らかであるとおり、混合装置１００の種々のパラメータを、種々の混合特性を得るために変更することができる。変更可能なパラメータの例として、貫通孔６０８のサイズ、貫通孔６０８の形状、貫通孔６０８の配置、貫通孔６０８の数、開口７０８のサイズ、開口７０８の形状、開口７０８の配置、開口７０８の数、ロータ６００の形状、ステータ７００の形状、混合チャンバ３３０の幅、混合チャンバ３３０の長さ、駆動シャフト５００の回転速度、内部のポンプ４１０によって付与される軸方向の速度、内部のポンプ４１０によって付与される周方向の速度、内部のポンプ４２０によって付与される軸方向の速度、内部のポンプ４２０によって付与される周方向の速度、ロータ６００の外表面６０６に形成される乱れ（例えば、肌理、突起、凹所、開口、など）の形態、ステータ７００の内表面７０６に形成される乱れ（例えば、肌理、突起、凹所、開口、など）の形態、などが挙げられる。
【０１４４】
（別の実施形態）
図１２を参照すると、混合装置５０００が図示されている。混合装置５０００は、混合装置１００の別の実施形態である。ここで、混合装置５０００の構成要素であって、混合装置１００の対応する構成要素に実質的に類似する構成要素を指すために、同一の参照番号が使用されている。混合装置１００の構成要素と相違している混合装置５０００の構成要素のみを、説明することにする。
【０１４５】
混合装置５０００は、ロータ６００およびステータ５７００を収容するための筐体５５００を備えている。ステータ５７００を、その第１の端部５７１２および第２の端部５７１４によって、筐体５５００へと回転せぬように接続することができる。チャンバ５８００が、筐体５５００と、第１の端部５７１２および第２の端部５７１４が側方に位置しているステータ５７００の一部分５８２０との間に画定されている。筐体５５００が、チャンバ５８００へのアクセスを提供する導入ポート５８３０を備えている。導入ポート５８３０を、回転軸「α」に対して実質的に直角に向けることができるが、これは必須ではない。
【０１４６】
ステータ５７００は、チャンバ５８００と混合チャンバ３３０（ロータ６００とステータ５７００との間に画定される）とを接続する複数の貫通孔５７０８を備えている。外部のポンプ２３０を、第３の材料１３０（第２の材料１２０と同一であってよい）を導入ポート５８３０を介してチャンバ５８００へと送り込むために使用することができる。チャンバ５８００へと送り込まれた第３の材料１３０は、ステータ５７００に形成された貫通孔５７０８を介して混合チャンバ３３０に進入できる。第３の材料１３０を、ポンプ２３０、第１の材料１１０に対する第３の材料１３０の浮力、およびこれらの組み合わせによって、チャネル５８００から押し出すことができる。ロータ６００が回転するとき、第３の材料１３０も、チャネル５８００から混合チャンバ３３０へと引き込まれる。第３の材料１３０は、ロータ６００によって周方向の速度が付与された泡、液滴、粒子、などとして、混合チャンバ３３０に進入することができる。
【０１４７】
（別の実施形態）
混合装置１００の別の実施形態を、図１３に示した中央部５９００および図１４に示した軸受筐体５９２０を使用して構築することができる。図１３は、内側にステータ７００（図７を参照）を有している中央部５９００を示している。ここで、中央部５９００に関する構成要素であって、混合装置１００の対応する構成要素に実質的に類似する構成要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。中央部５２２の構成要素と相違する中央部５９００の構成要素のみを、説明することにする。中央部５９００およびステータ７００は、どちらも金属（例えば、ステンレス鋼）などの導電性材料から作られている。導入ポート１０１０および排出口３０１０は、どちらもプラスチック（例えば、ＰＥＴ、テフロン（登録商標）、ナイロン、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ＡＢＳ、デルリン、ポリサルフォン、など）などの非導電性材料から作られている。
【０１４８】
電気接点５９１０が、中央部５９００へと組み合わせられ、中央部５９００へと電荷を届けるように構成されている。中央部５９００は、電気接点５９１０へと加えられた電荷をステータ７００へと導く。さらなる実施形態においては、中央部５９００を、非導電性材料から構成することができる。そのような実施形態においては、電気接点５９１０が、中央部５９００を通過してステータ７００へとつながることができる。電気接点５９１０によってステータ７００へと加えられる電荷が、混合チャンバ３３０内の酸化還元または他の化学反応の促進に役立つことができる。
【０１４９】
選択的に、絶縁（図示されていない）を、中央部５９００を周囲から電気的に絶縁すべく中央部５９００の周囲に配置することができる。さらに、絶縁を、中央部５９００と中央部５９００の側方に位置する第１および第２のメカニカルシール５２４および５２６との間に使用して、中央部５９００を混合装置の他の構成要素から電気的に絶縁することができる。
【０１５０】
次に、図１４に目を向け、軸受筐体５９２０を説明する。軸受筐体５９２０は、駆動シャフト５００の部分７２６の周囲に周状に配置されている。電気接点５９２２が、軸受筐体５９２０に接続されている。回転ブラシ接点５９２４が、駆動シャフト５００と電気接点５９２２との間の電気的な接続をもたらしている。
【０１５１】
この実施形態において、駆動シャフト５００およびロータ６００は、どちらも金属（例えば、ステンレス鋼）などの導電性材料から作られている。軸受筐体５９２０を、導電性または非導電性の材料から構成することができる。電気接点５９２２および回転ブラシ接点５９２４によって、駆動シャフト５００へと電荷が加えられる。電荷は、駆動シャフト５００によってロータ６００へと導かれる。
【０１５２】
図１３に示した中央部５９００および図１４に示した軸受筐体５９２０を使用して構成された混合装置１００のこの別の実施形態を、少なくとも２つの態様で動作させることができる。第１に、電気接点５９１０および５９２２を、ステータ７００およびロータ６００のそれぞれに電荷を供給しないように設定することができる。換言すると、電気接点５９１０および５９２２のいずれも、電流源、電圧源などに接続されない。
【０１５３】
あるいは、電気接点５９１０および５９２２を、ステータ７００およびロータ６００のそれぞれに電荷を供給するように設定することができる。例えば、電気接点５９１０および５９２２を、電気接点５９１０と５９２２との間に安定または一定の電圧を供給するＤＣ電圧源（図示されていない）に接続することができる。ＤＣ電圧源の負の端子を、電気接点５９１０および５９２２のどちらかに接続でき、ＤＣ電圧源の正の端子を、電気接点５９１０および５９２２の他方に接続できる。電気接点５９１０と５９２２との間に供給される電圧は、約０．０００１ボルト〜約１０００ボルトの範囲であってよい。特定の実施形態においては、この電圧が、約１．８ボルト〜約２．７ボルトの範囲であってよい。別の例として、約１％〜約９９％のデューティサイクルを有するパルス状のＤＣ電圧を、使用してもよい。
【０１５４】
混合装置の運転方法の上述の例は、電気接点５９１０と５９２２との間にＤＣ電圧を印加しているが、当業者にとって明らかであるとおり、様々な形状および大きさを有する対称なＡＣ電圧または非対称なＡＣ電圧を、電気接点５９１０と５９２２との間に印加することができ、そのような実施形態も、本発明の範囲に包含される。
【０１５５】
（混合チャンバ３３０内での混合）
上述のように、従来技術の装置１０（図１に示されている）においては、第１の材料１１０が、ロータ１２とステータ３０との間のチャネル３２へと、チャネル３２の開いた第２の端部の一部分にのみ沿って位置しているただ１つの限られた入力ポート３７を介して進入している。同様に、出力材料１０２は、チャネル３２の開いた第１の端部の一部分にのみ沿って位置しているただ１つの限られた出力ポート４０を介して、チャネル３２から出ている。この構成が、望ましくない不必要な摩擦を生じさせている。これらただ１つの限られた入力ポート３７およびただ１つの限られた出力ポート４０を、チャンバ３１０および３２０でそれぞれ置き換えることによって、摩擦を低減した。さらに、第１の材料１１０が、混合チャンバ３３０に入る前に角を通過することがなく、混合チャンバ３３０を出る前に角を通過することがない。さらに、チャンバ３１０および３２０が、チャネル３２に入る前およびチャネル３２を出た後の材料の周方向の速度をもたらす。
【０１５６】
したがって、混合装置１００における圧力低下が、大幅に低減されている。図２、４〜９、および１１に示した実施形態においては、入力ポート１０１０と出力ポート３０１０との間の圧力低下は、混合装置１００を毎分約６０ガロンの出力材料１０２を生み出すように構成した場合に、わずかに約１２ｐｓｉである。これは、毎分約６０ガロンの出力材料を生み出す場合に、少なくとも２６ｐｓｉであった図１に示した従来技術の装置１０に対する改善である。換言すると、混合装置１００における圧力低下は、従来技術の装置１０が直面する圧力低下の半分よりも少ない。
【０１５７】
さらなる態様によれば、駆動シャフト５００によって駆動されるポンプ４１０および４２０を備えることで、従来技術において用いられている外部のポンプに比べて、材料の混合において大幅に効率的であって、必要とするエネルギーが少ない構成がもたらされる。
【０１５８】
（マイクロキャビテーション）
混合装置１００の動作時に、入力材料は、第１の材料１１０（例えば、流体）および第２の材料１２０（例えば、ガス）を含むことができる。第１の材料１１０および第２の材料１２０が、ロータ６００とステータ７００との間に形成される混合チャンバ３３０内で混合される。ステータ７００の内側でロータ６００が回転することで、混合チャンバ３３０内で第１の材料１１０および第２の材料１２０が攪拌される。ロータ６００に形成された貫通孔６０８および／またはステータ７００に形成された開口７０８が、混合チャンバ３３０内の第１の材料１１０および第２の材料１２０の流れに乱流を付与する。
【０１５９】
理論に拘束されるわけではないが、第２の材料１２０の第１の材料１１０への拡散の効率および持続は、一部にはマイクロキャビテーションによって生じると考えられ、これを図１５〜１７に関して説明する。材料が滑らかな表面上を流れるときは、常に、移動する流体と静止している表面との間の表面張力ゆえに、かなりの層流が、静止またはきわめてゆっくりと移動する薄い境界層を伴って確立される。貫通孔６０８および選択的に開口７０８が、この層流を乱し、第１の材料１１０の局所的な圧縮および減圧を生じさせ得る。減圧サイクルにおける圧力が充分に低い場合、ボイド（キャビテーション気泡）が材料に形成される。キャビテーション気泡は、局所的な低圧の領域が図１５に示されるようにホスト材料および注入材料を引き寄せるため、竜巻のような環流パターン５９９０を生み出す。キャビテーション気泡が崩壊するときに、きわめて高い圧力が生じる。２つの整列した開口（例えば、開口７０８のうちの１つと、貫通孔６０８のうちの１つ）が互いを通り過ぎるとき、振動（衝撃波）が生じ、大きなエネルギーを生成する。キャビテーションおよび振動に関連するエネルギーが、第１の材料１１０および第２の材料１２０を、おそらくは分子レベルできわめて高い程度にまで混合させる。
【０１６０】
ロータ６００の接線方向の速度、および１回転につき互いを通過する開口の数が、混合装置１００の周波数を決定付けることができる。混合装置１００を超音波の周波数範囲において動作させると、多くの用途において有益であり得ることが、明らかになっている。混合装置１００を超音波領域の周波数で動作させることで、流体分子の結合角をシフトさせるべく最大の振動衝撃波がもたらされ、結合角のシフトによって、流体分子が、通常であれば保持することができないさらなる量の第２の材料１２０を運ぶことができるようになると考えられる。混合装置１００が拡散装置として使用される場合、混合装置１００の動作周波数が、拡散の度合いを左右し、第２の材料１２０（注入材料）の第１の材料１１０（ホスト材料）中でのはるかに長い持続をもたらすようにみえる。
【０１６１】
次に、図１５を参照すると、ロータ６００の別の実施形態であるロータ６０００が提示されている。混合チャンバ３３０内で第１の材料１１０に生じるキャビテーションを、混合チャンバ３３０の長さに沿って異なる周波数で生じるように構成することができる。キャビテーションの周波数を、ロータ６００の長さに沿った貫通孔６６０８の数および／または配置を変えることによって、変化させることができる。貫通孔６６０８のそれぞれは、貫通孔６０８（上述）と実質的に同様であってよい。
【０１６２】
これに限定されるわけではない例として、ロータ６０００を、３つの別個の典型的なセクション６１００、６２００、および６３００に分割することができる。貫通孔６６０８の密度が、セクション６１００からセクション６２００へと増加しており、セクション６１００の穴の数は、セクション６２００の穴の数よりも多い。さらに、貫通孔６６０８の密度は、セクション６２００からセクション６３００へと増加しており、セクション６２００の穴の数は、セクション６３００の穴の数よりも多い。セクション６１００、６２００、および６３００のそれぞれが、形成されている貫通孔６６０８の数の相違のために、それらの特定の領域において異なる周波数で振動を生じさせる。
【０１６３】
ロータ６０００を、所望の数の貫通孔６６０８を特定の領域に適切に配置して製造することで、混合チャンバ３３０における振動について、所望の周波数を定めることができる。同様に、キャビテーションの所望の周波数を、所望の数の開口７０８を内側でロータ６００が回転するステータ７００上の特定の領域に適切に配置することによって、定めることができる。さらに、混合チャンバ３３０における振動の所望の（１つ以上の）周波数を、ステータ７００に形成される開口７０８の特定の数および配置ならびにロータ６００に形成される貫通孔６０８の特定の数および配置の両者を、選択することによって達成することができる。
【０１６４】
図１９〜２１は、ステータ７００に形成される開口７０８およびロータ６００に形成される貫通孔６０８について、生成されるキャビテーションに関して様々な結果を達成するように構成された種々の構成配置の選択肢を示している。図１９は、ロータ６００の回転軸「α」を通って引かれるいかなる線（例えば、線７０１０）とも平行でない軸７０００に沿って、開口７０８および貫通孔６０８が整列している構成を示している。換言すると、ロータ６００が円筒形である場合、軸７０００が、ロータ６００の中心を通過しない。その結果、混合チャンバ３３０内の第１の材料１１０が、開口７０８および貫通孔６０８によって生成される圧縮および減圧に対して直角を向かない。代わりに、圧縮および減圧が、混合チャンバ３３０内の第１の材料１１０の周方向の流れ（図９の矢印「Ｃ３」の方向）に平行な成分を少なくとも有する力のベクトルを有する。
【０１６５】
開口７０８および貫通孔６０８の互いの整列も、混合チャンバ３３０におけるキャビテーションの生成に影響を及ぼすことができる。図２０が、開口７０８が混合チャンバ３３０の全体にわたって貫通孔６０８に一致している実施形態を示している。この実施形態において、ロータ６００が回転すると、ロータの貫通孔６０８がステータ７００の開口７０８に真っ直ぐに整列する。互いに真っ直ぐに整列しているとき、開口７０８および貫通孔６０８によって生成される圧縮および減圧の力は、互いに真っ直ぐに整列する。
【０１６６】
図２１に示した実施形態においては、開口７０８および貫通孔６０８が、回転軸「α」に沿って或るオフセット量「Ｘ」だけずらされている。これに限定されるわけではないが、例として、オフセット量「Ｘ」を、開口７０８のサイズの関数として決定することができる。例えば、オフセット量「Ｘ」は、開口７０８の直径の半分にほぼ等しくてよい。あるいは、オフセット量「Ｘ」を、貫通孔６０８のサイズの関数として決定することができる。例えば、オフセット量「Ｘ」は、貫通孔６０８の直径の半分にほぼ等しくてよい。特徴（例えば、凹所、突起、など）が、貫通孔６０８および開口７０８に代え、あるいは貫通孔６０８および開口７０８に加えて、ロータ６００またはステータ７００に備えられる場合には、オフセット量「Ｘ」を、そのような特徴のサイズの関数として決定することができる。この態様で、ステータ７００の開口７０８およびロータ６００の貫通孔６０８によって引き起こされる圧縮および減圧の力が、わずかにずれて衝突し、混合チャンバ３３０内に追加の回転およびねじりの力を生じさせる。これらの追加の力が、混合チャンバ３３０における第２の材料１２０の第１の材料１１０への混合（例えば、拡散作用）を増大させる。
【０１６７】
次に、図２２〜２５を参照すると、開口７０８および貫通孔６０８の適切な断面形状について、これらに限定されるわけではない例が提示されている。開口７０８および／または貫通孔６０８の断面形状は、図２２に示されるような四角、図２３に示されるような円、などであってよい。
【０１６８】
開口７０８および／または貫通孔６０８の様々な断面形状を、ロータ６００がステータ７００の内側で回転するときの第１の材料１１０の流れを変えるために、使用することができる。例えば、図２４は、狭い部分７０２０を広い部分７０２２の反対側に有している涙滴形の断面形状を示している。貫通孔６０８がこの涙滴形状を有する場合、ロータ６００の回転時（概して矢印「Ｆ」によって示されている方向）に、混合チャンバ３３０内の第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０に加わる力が、材料が涙滴の広い部分７０２２から狭い部分７０２０へと通過するにつれて増加する。
【０１６９】
追加の回転力を、開口７０８および／または貫通孔６０８を図２５に示されるような渦巻き形態を備えて形成することによって、混合チャンバ３３０へと導入することができる。渦巻き形態を有する開口７０８および／または貫通孔６０８へと流入および流出する材料は、渦巻き形態によって引き起こされる回転力に直面する。図２２〜２５に示した例は、混合装置１００において使用することができるいくつかの実施形態について、これらに限られるわけではない例示を提供している。当業者であれば、開口７０８および／または貫通孔６０８を、混合チャンバ３３０内の材料の混合に適した様々な振動および攪拌力を達成するために、多数の態様に構成できるであろう。
【０１７０】
（二重層効果）
混合装置１００を、界面動電効果（後述）をさらに助ける複合混合をもたらす複合の動的乱流を伴う第１の材料１１０および第２の材料１２０の複合かつ非線形な流体力学的相互作用によって、出力材料１０２を生成するように構成することができる。これらの界面動電効果の結果を、出力材料１０２において、出力材料内で安定化された溶媒和電子の形態など、電荷の再分配および酸化還元反応として観察することができる。
【０１７１】
表面基のイオン化または解離ならびに／あるいは液体からのイオンの吸着は、液体に接触しているほとんどの固体表面を帯電させる。図２６を参照すると、電気二重層（「ＥＤＬ」）７１００が、液体７１２０に接触している典型的な表面７１１０の周囲に形成されている。ＥＤＬ７１００において、或る帯電のイオン７１２２（この場合には、負に帯電したイオン）が、表面７１２０へと吸着し、典型的にはＳｔｅｒｎ層と称される表面層７１２４を形成する。表面層７１２４が、逆の帯電かつ等しい大きさの対イオン７１２６（この場合には、正に帯電したイオン）を引き付け、これが表面層７１２４の下方に対イオン層７１２８を形成し、典型的には拡散層と称される。対イオン層７１２８は、表面層７１２４よりもより拡散して分布し、下方の多量の材料７１３０における両方のイオンの一様かつ等しい分布の上方に位置する。中性水のＯＨ−およびＨ＋イオンについて、Ｇｏｕｙ−Ｃｈａｐｍａｎモデルが、拡散対イオン層が水へと約１ミクロンにわたって広がることを示唆している。
【０１７２】
特定の態様によれば、上述の界面動電効果が、帯電した表面７１１０に隣接する液体７１２０の移動によって引き起こされる。液体７１２０（例えば、水、生理食塩水、など）において、表面層７１２４を形成している吸着イオン７１２２は、たとえ液体７１２０が移動している（例えば、矢印「Ｇ」によって示される方向に流れている）ときでも表面７１２０へと固定されているが、せん断面７１３２が、表面７１２０から離れて拡散対イオン層７１２８に存在している。したがって、液体７１２０が移動するとき、拡散対イオン７１２６の一部が、表面７１２０から運び去られる一方で、吸着したイオン７１２２は、表面７１２０にとどまる。これが、いわゆる「荷電電流」を生む。
【０１７３】
混合チャンバ３３０において、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０に、ステータ７００の内表面７０５および／またはロータ６００の外表面６０６によって生成される電磁界、内表面７０５と外表面６０６との間の電圧、ならびに／あるいは第１の材料１１０に形成された少なくとも１つのＥＤＬによって引き起こされる界面動電効果（例えば、荷電電流）が加わる。少なくとも１つのＥＤＬは、ステータ７００の内表面７０５およびロータ６００の外表面６０６の少なくとも一方によって第１の材料１１０へと導入することができる。
【０１７４】
第１の材料１１０が混合チャンバ３３０を通って表面の乱れ（例えば、貫通孔６０８および開口７０８）に対して移動することで、混合チャンバ３３０内の第１の材料１１０にキャビテーションが生じ、これが第２の材料１２０を第１の材料１１０へと拡散させることができる。これらのキャビテーションが、第１の材料１１０および／または第２の材料１２０のステータ７００の内表面７０５に形成された電気二重層および／またはロータ６００の外表面６０６に形成された電気二重層との接触を増進できる。混合チャンバについて体積に対する表面の比が大きいこと、および混合チャンバにおける全材料の滞留時間が増すことに、平均の気泡サイズがより小さい（したがって、気泡の表面積が大幅に大きい）ことが組み合わさって、ＥＤＬの介在による効果が本発明の出力材料へと効果的に付与される。
【０１７５】
内表面７０５および外表面６０６が、ステンレス鋼などの金属材料から作られる実施形態においては、液体７１２０の移動および／または荷電電流が、内表面７０５および外表面６０６においてＨ２Ｏ、ＯＨ−、Ｈ＋、およびＯ２が関係する酸化還元反応を促進する。
【０１７６】
図２７を参照すると、理論に拘束されるわけではないが、内表面７０５と外表面６０６との間の混合チャンバ３３０の部位７１４０を、１対の平行なプレート７１４２および７１４４としてモデル化できると考えられる。第１の材料１１０が液体である場合、第１の材料１１０は、導入口「ＩＮ」を通って部位７１４０に進入し、排出口「ＯＵＴ」を通って部位７１４０を出る。導入口「ＩＮ」および排出口「ＯＵＴ」が、部位７１４０への流れおよび部位７１４０からの流れを制限する。
【０１７７】
図２８を参照すると、平行なプレート７１４２と７１４４との間の領域は、大きな表面積−体積の比を有している。したがって、対イオン層７１２８（および、対イオン７１２６）のかなりの部分が、第１の材料１１０がプレート７１４２と７１４４との間を移動するときに、移動することができる。移動する対イオン７１２６の数が、導入口「ＩＮ」によって部位７１４０への進入が許される数、および排出口「ＯＵＴ」によって部位７１４０からの流出が許される数を、超える可能性がある。部位７１４０への第１の材料１１０の供給および部位７１４０からの第１の材料１１０の除去をそれぞれ行う導入口「ＩＮ」および排出口「ＯＵＴ」は、平行なプレート７１４２および７１４４よりもはるかに小さい表面積（および、より小さな表面積−体積の比）を有しており、したがって部位７１４０へと進入する第１の材料１１０および部位７１４０を出る第１の材料１１０において移動している対イオン７１２６の割合を少なくする。したがって、部位７１４０への進入および流出は、荷電電流を局所的に増加させる。いずれかの表面上を流れる第１の材料１１０によって引き起こされるバックグラウンド荷電電流（矢印「ＢＳＣ」によって示されている）が、混合装置１００内に常に存在する一方で、プレート７１４２および７１４４が、部位７１４０において増加の「余分な」荷電電流（矢印「ＥＳＣ」によって示されている）を導入する。
【０１７８】
プレート７１４２および７１４４に第１の材料１１０の流れの方向と反対の導電性の戻り電流（矢印「ＲＣ」によって示されている）がないと、吸着しているイオン７１２２と同じ符号を有する余分な電荷７１４６が、導入口「ＩＮ」の付近に蓄積し、対イオン７１２６と同じ符号を有する余分な電荷７１４８が、排出口「ＯＵＴ」の付近に蓄積すると考えられる。このようにして蓄積される電荷７１４６および７１４８は、反対であって互いに引き合い、無制限に蓄積することはできないため、蓄積した電荷は、導電手段によって結合しようとする。プレート７１４２および７１４４が完璧に電気絶縁性である場合、蓄積した電荷７１４６および７１４８は、第１の材料１１０そのものを通ってのみ移動することができる。導電性の戻り電流（矢印「ＲＣ」によって示されている）が、部位７１４０における余分な荷電電流（矢印「ＥＳＣ」によって示されている）に実質的に等しい場合、正味の余分な荷電電流がゼロである定常状態が達成され、導入口「ＩＮ」の付近の余分な電荷７１４６と排出口「ＯＵＴ」の付近の余分な電荷７１４８との間の静電電位の差が、両者の間に定常状態の電荷の分離を生じさせる。
【０１７９】
電荷の分離の量、したがって導入口「ＩＮ」の付近の余分な電荷７１４６と排出口「ＯＵＴ」の付近の余分な電荷７１４８との間の静電電位の差は、イオン（すなわち、イオン７１２２および７１２６）の無い液体によって得ることができる流量に近似する液体の流量を生み出すべく対向する電界（電荷の分離によって生成される）に逆らって電荷を「押す」ためにポンプ（例えば、ロータ６００、内部のポンプ４１０、および／または外部のポンプ２１０）によって供給される単位電荷当たりの追加のエネルギーに依存する。プレート７１４２および７１４４が絶縁体である場合、静電電位の差は、ポンプ（例えば、ロータ６００、内部のポンプ４１０、および／または外部のポンプ２１０）が生成できるＥＭＦの直接の指標である。この場合、１対のリードを有する電圧計を使用し、一方のリードを導入口「ＩＮ」の付近の第１の材料１１０に配置し、他方のリードを排出口「ＯＵＴ」の付近の第１の材料１１０に配置することによって、静電電位の差を測定することができる。
【０１８０】
絶縁プレート７１４２および７１４４では、戻り電流は、第１の材料１１０を通過するイオンの伝導のみを含む点で、純粋にイオン電流（または、イオンの流れ）である。より導電性である経路を通過する他の導電機構が、導入口「ＩＮ」の付近の余分な電荷７１４６と排出口「ＯＵＴ」の付近の余分な電荷７１４８との間に存在する場合には、戻りの電流は、それらのより導電性である経路を使用することができる。例えば、導電性の金属プレート７１４２および７１４４が、より導電性である経路を提供できるが、それらのより導電性である経路は、電子電流のみを伝えて、イオン電流を伝えない。
【０１８１】
当業者であれば理解できるとおり、イオンが保持している電荷を金属中の１つ以上の電子に移し、あるいはこの反対を行うためには、１つ以上の酸化還元反応が、金属の表面において生じなければならず、反応生成物が生じる。第１の材料１１０が水（Ｈ２Ｏ）であって、第２の材料１２０が酸素（Ｏ２）であると仮定すると、負の電荷を導電プレート７１４２および７１４４に注入するであろう酸化還元反応の例として、これに限定されるわけではないが、以下の公知の半電池反応が挙げられる：
Ｏ２＋Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋２Ｈ＋＋２ｅ−
やはり、第１の材料１１０が水（Ｈ２Ｏ）であって、第２の材料１２０が酸素（Ｏ２）であると仮定すると、負の電荷を導電プレート７１４２および７１４４から取り出すであろう酸化還元反応の例として、これに限定されるわけではないが、以下の公知の半電池反応が挙げられる：
２Ｈ＋＋ｅ−→Ｈ２。
【０１８２】
導電性の金属プレート７１４２および７１４４の場合には、戻りの電流の大部分が、電子電流であると考えられる。なぜならば、（酸化還元反応が充分に高速であって、制約要因にならないならば）導電性のプレート７１４２および７１４４が、第１の材料１１０よりも導電性であるからである。導電性の金属プレート７１４２および７１４４においては、導入口「ＩＮ」と排出口「ＯＵＴ」との間に蓄積する電荷の分離がより小さく、両者の間に存在する静電電位がはるかに小さい。しかしながら、このことは、ＥＭＦがより小さいことを意味しない。
【０１８３】
上述のように、ＥＭＦは、電荷の分離によって生成される反対向きの電界に逆らって第１の材料１１０の流れを促進するために、ポンプがもたらす単位電荷当たりのエネルギーに関係する。静電電位がより小さいため、ポンプが第１の材料１１０を流すべく供給する単位電荷当たりのエネルギーが、より少なくてよい。しかしながら、上述の例の酸化還元反応は、必ずしも自然に生じるわけではなく、したがって、ポンプによってもたらすことができる仕事の入力を必要とするかも知れない。したがって、（より小さい静電電位の差に反映されない）ＥＭＦの一部を、酸化還元反応を駆動するために必要なエネルギーをもたらすために使用することができる。
【０１８４】
換言すると、絶縁性のプレート７１４２および７１４４において電荷の分離によって生成される反対向きの電界に逆らって押すために、ポンプによってもたらされる圧力差と同じ圧力差を、導電性のプレート７１４２および７１４４を通って電荷を「押す」目的ならびに酸化還元反応を駆動する目的の両者に使用することができる。
【０１８５】
図２９を参照すると、本発明の発明者が行った実験のための実験装置が提示されている。実験装置は、それぞれが脱イオン水７１５３を含んでいる１対の実質的に同一な５００ｍｌの標準的な三角フラスコ７１５０および７１５２を、間隔を空けて配置して備えている。ゴム栓７１５４を、それぞれのフラスコ７１５０および７１５２の開いた端部に挿入した。栓７１５４は、それぞれ中空チューブ７１５６、正電極７１５８、および負電極７１６０用である３つの通路を備えている。それぞれのフラスコ７１５０および７１５２に関して、空チューブ７１５６、正電極７１５８、および負電極７１６０のそれぞれは、すべてフラスコの外部から栓７１５４を貫き、フラスコ内の脱イオン水７１５３へと延びている。正電極７１５８および負電極７１６０は、ステンレス鋼から作られている。両方のフラスコ７１５０および７１５２の中空チューブ７１５６は、開いた端部７１６２を共通の酸素源７１６４に接続して有している。フラスコ７１５２に挿入された正電極７１５８および負電極７１６０は、それぞれＤＣ電源７１６８の正の端子および負の端子に接続されている。それぞれのフラスコにおいて、正確に同じスパージャーを使用した。
【０１８６】
酸素を、約１ＳＣＦＨ〜約１．３ＳＣＦＨ（組み合わせの流量）の流量（Ｆｅｅｄ）で中空チューブ７１５６を通って両方のフラスコ７１５０および７１５２へと流した。フラスコ７１５２へと挿入した正電極７１５８と負電極７１６０との間に約２．５５ボルトの電圧を印加した。この値は、すべての酸素の種に影響を及ぼすために充分な電気化学的電圧の値であると考えられるため、選択された。この電圧を、３〜４時間にわたって連続的に印加し、その間、供給源７１６４からの酸素を、それぞれのフラスコ７１５０および７１５２の脱イオン水７１５３へとバブリングした。
【０１８７】
ＨＲＰおよびピロガロールでのフラスコ７１５０内の脱イオン水７１５３の試験が、本明細書に記載の種々のロータ／ステータの実施形態にて生成される流体の特性に一致するＨＲＰ媒介のピロガロール反応活性を与えた。ＨＲＰの光学密度は、同等の酸素含有量の圧力ポットまたは微細気泡溶液に比べて約２０％高かった。この実験の結果は、混合チャンバ３３０内での混合が、酸化還元反応を含んでいることを示している。特定の態様によれば、本発明の混合チャンバは、本発明の出力溶液内の酸素富化した水構造によって安定にされ、あるいはプロセスにおける電気的効果ゆえに存在する何らかの形態の酸素種によって安定にされた追加の電子を含んでいる出力材料をもたらす。
【０１８８】
さらに、両方のフラスコ７１５０および７１５２の脱イオン水７１５３を、オゾンおよび過酸化水素の両者について、過酸化水素について０．１ｐｐｍの感度を有し、オゾンについて０．６ｐｐｍの感度を有している業界標準の比色試験アンプルを使用して試験した。どちらの種についても、それらのアンプルの検出限界まで、陽性の徴候は存在しなかった。
【０１８９】
（滞留時間）
滞留時間は、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０が、混合チャンバ３３０において費やす時間の長さである。混合チャンバ３３０の長さの混合チャンバ３３０の直径に対する比が、滞留時間に大きく影響しうる。この比が大きいほど、滞留時間は長くなる。背景技術のくだりで述べたように、従来技術の装置１０（図１を参照）のロータ１２は、約７．５００インチの直径および約６．０００インチの長さを有しており、約０．８という直径に対する長さの比をもたらしている。対照的に、特定の実施形態において、混合装置１００の混合チャンバ３３０の長さは、約５インチであり、ロータ６００の直径「Ｄ１」は、約１．６９インチであり、約２．９５という直径に対する長さの比をもたらしている。
【０１９０】
滞留時間は、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０が、本明細書において説明した界面動電現象と相互作用できる時間の長さを表わしている。従来技術の装置１０が、毎分約６０ガロンの出力材料１０２を生成するように構成され、混合装置１００が、毎分約０．５ガロンの出力材料１０２を生成するように構成され、従来技術の装置１０（図１を参照）が、約０．０５秒という流体滞留時間を有する一方で、混合装置１００の実施形態は、約０．３５秒という大幅に長い（約７倍長い）滞留時間を有している。このより長い滞留時間が、第１の材料１１０、第２の材料１２０、および選択的な第３の材料１３０について、従来技術の装置１０において可能であるよりも約７倍も長く、互いの相互作用および混合チャンバ３３０内の表面６０６および７０５（図７を参照）との相互作用を可能にする。
【０１９１】
下記の表１を参照すると、上述の滞留時間が、最初に各装置について流量（単位は、ガロン／秒）を決定することによって計算されている。この場合、従来技術の装置１０が、毎分約６０ガロンの出力材料において動作するように構成されている一方で、混合装置１００は、毎分約０．５ガロンの出力材料という最適範囲を含むより広い範囲の流量にわたって動作するように構成されている。次いで、流量が、「ガロン／秒」の流量を１ガロンの立方インチ数（すなわち、２３１立方インチ）で乗算することによって、「立方インチ／秒」へと変換される。次いで、従来技術の装置１０のチャネル３２の容積（１２．８７６立方インチ）を、装置の流量（２３１立方インチ／秒）によって除算して、滞留時間（単位は、秒）が得られ、混合装置１００の混合チャンバ３３０の容積（０．６７３立方インチ）を、装置の流量（１．９２５立方インチ／秒）によって除算することによって、滞留時間（単位は、秒）が得られる。
【０１９２】
【数２】
0005595041.tif 000004
（注入の速度）
混合装置１００の特定の態様は、従来技術の装置１０（図１を参照）などの従来技術よりも向上した酸素注入速度を提供する。第１の材料１１０が水であって、第２の材料１２０が酸素である場合、この両者が、２０℃またはその付近で、ただ１回の通過（すなわち、図２の戻りブロックが「いいえ」に設定される）にて混合装置１００によって処理され、出力材料１０２が、約４３．８パーツ・パー・ミリオンという溶存酸素レベルを有する。特定の態様において、約４３．８ｐｐｍの溶存酸素を有する出力材料が、本発明の非加圧（非圧力ポット）法により、本発明の流れによって、約３５０ミリ秒で生成される。対照的に、第１の材料１１０（水）および第２の材料１２０（酸素）の両者が、従来技術の装置１０によって、２０℃またはその付近で、ただ１回の通過にて処理される場合、出力材料の溶存酸素レベルは、５６ミリ秒のただ１回の通過にてわずかに３５パーツ・パー・ミリオンにすぎない。
【０１９３】
（出力材料１０２）
第１の材料１１０が液体（例えば、真水、生理食塩水、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）、など）であって、第２の材料１２０がガス（例えば、酸素、窒素、など）である場合、混合装置１００が、第２の材料１２０を第１の材料１１０に拡散させることができる。以下において、混合装置１００によって処理されることによってもたらされる出力材料１０２の１つ以上の特性を明らかにするために、出力材料１０２について行った分析の結果を検討する。
【０１９４】
第１の材料１１０が生理食塩水であって、第２の材料１２０が酸素ガスである場合、実験結果から、生理食塩水中に生成された酸素の泡の大部分が、０．１ミクロン以下のサイズであることが示されている。
【０１９５】
（溶存酸素レベルの低下）
次に、図３０を参照すると、混合装置１００において酸素処理されて、５００ｍｌの薄肉プラスチック瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に保存された水中のＤＯレベルが示されている。それぞれの瓶にキャップをし、華氏６５°で保存した。点７９００は、瓶詰めにおけるＤＯレベルである。線７９０２は、ヘンリーの法則による平衡状態（すなわち、華氏６５°において水中に存在するはずの溶存酸素の量）を示し、これは、１０ｐｐｍをわずかに下回るＤＯレベルである。点７９０４および７９０６は、それぞれ、６５日目および９５日目におけるプラスチック瓶内の水中のＤＯレベルを表す。点７９０４に見て取られるように、瓶詰め後およそ６５日目でプラスチック瓶が開かれたとき、水中のＤＯレベルは、およそ２７．５ｐｐｍである。瓶詰め後およそ９５日で瓶が開かれたとき、点７９０６に示されるように、ＤＯレベルは、およそ２５ｐｐｍである。同様に、ガラス瓶についても、ＤＯレベルは、点７９０８に示されるように、６５日ではおよそ４０ｐｐｍであり、そして、点７９１０に示されるように、９５日ではおよそ４１ｐｐｍである。したがって、図３０は、プラスチック瓶およびガラス瓶の両方におけるＤＯレベルが、華氏６５°で比較的高いままであることを示す。
【０１９６】
図３１を参照すると、混合装置１００において酸素処理されて、５００ｍｌのプラスチック薄肉瓶および１０００ｍｌのガラス瓶に保存された水中のＤＯレベルが示されている。どちらの瓶も、華氏３９°で冷蔵した。線８００２として示される華氏３９°の水についてのヘンリーの法則による平衡状態は、およそ１４ｐｐｍである。瓶詰め時点に水中で観察されたＤＯレベルは、一般に点８００４によって示される４０ｐｐｍをわずかに下回った。瓶詰めと開封との間がおよそ３０日であるとき、プラスチック瓶中の水のＤＯレベルは、点８００６によって示されるように、およそ３８ｐｐｍへとわずかに落ちた。ガラス瓶中の水のＤＯレベルは、一般に点８０１２によって示されるように、わずかに下降した。瓶詰めと開封との間がおよそ６５日であるとき、プラスチック瓶中のＤＯレベルは、点８００８によって示されるように、ほぼ３５ｐｐｍへと落ち、そして、ガラス瓶内のＤＯレベルは、一般に点８０１４によって示されるように、４０ｐｐｍをわずかに下回る比較的一定の値を維持した。瓶詰めと開封との間がちょうど９０日過ぎのとき、プラスチック瓶中のＤＯレベルは、およそ３８ｐｐｍに留まるのに対し、ガラス瓶中のＤＯレベルは、点８０１６によって示されるように、およそ４２ｐｐｍへと上昇している。したがって、図３１は、低い温度レベルにおいて、ＤＯレベルが、ガラス瓶およびプラスチック瓶の両方において、長期間にわたり、高い一定レベルに維持され得ることを示す。点８０１０は、ＰＥＴボトル内の本発明の出力流体に対応するレベルである。
【０１９７】
次に、図３２を参照すると、混合装置１００において酸素処理されて、３２オンスのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶に保存されたＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）中の溶存酸素レベルが示されており、キャップ付けにおける平均温度は華氏５５°である。その後に、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶を、キャップ付けと開封との間、華氏３８°で冷蔵した。実験の際に、別々のボトルをそれぞれ２０、６０、および９０日で開封し、内部に保存されているＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを測定した。
【０１９８】
第１のグループのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、華氏約５６°で、混合装置１００において酸素で処理されている。瓶詰め時のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルは、点８１０４によって示されるとおり、約５０ｐｐｍであった。第１のボトルをおよそ２０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを割り出したところ、点８１０６によって示されるとおり約４７ｐｐｍであった。その後に、第２のボトルを６０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを測定したところ、点８１０８によって示されるとおり約４４ｐｐｍであった。最後に、第３のボトルを９０日で開き、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）のＤＯレベルを割り出したところ、点８１１０によって示されるとおり４０ｐｐｍをわずかに下回っていた。
【０１９９】
第２のグループのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、華氏約５２°で、混合装置１００において酸素で処理されている。このグループの瓶に保存されたＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の初期のＤＯレベルは、点８１１２によって示されるとおり４５ｐｐｍであった。２０日目に開かれたボトルのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、点８１１４によって示されるとおり、４５ｐｐｍよりも少しだけ低いＤＯレベルを有していた。ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の第２の瓶を６０日目に開いたところ、内部のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、４１ｐｐｍをわずかに超えるＤＯレベルを有していた。最後に、ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）の第３の瓶を９０日目に開いたところ、内部のＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）は、点８１１６によって示されるとおり約３９ｐｐｍのＤＯレベルを有していた。上述のように、プラスチックおよびガラス瓶での水の試験（図３０および３１を参照）に関して、ＤＯレベルが９０日の期間にわたって比較的高いレベルを維持し、３２オンスのＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）瓶に保存された通常の（処理なしの）ＧＡＴＯＲＡＤＥ（登録商標）中に存在するレベルよりも大幅に高いままであることを、見て取ることができる。点８０１０が、蓋付きＰＥＴボトル内の本発明の出力流体に対応するレベルである。
【０２００】
図３３は、混合装置１００において酸素によって処理され、琥珀ガラス瓶において標準温度および圧力に保たれた５００ｍｌの平衡塩溶液のＤＯ保持を示している。処理前の溶液のＤＯレベルは、５ｐｐｍである。混合装置１００での処理後に、ＤＯレベルは、約４１ｐｐｍへと上昇した（点８２０２として示されている）。処理の１時間後に、ＤＯレベルは、点８２０４によって示されるとおり約４０ｐｐｍへと低下した。処理の２時間後に、ＤＯレベルは、点８２０６によって示されるとおり約３６ｐｐｍへと低下した。処理の３時間後に、ＤＯレベルは、点８２０８によって示されるとおり約３４ｐｐｍへと低下した。処理のおよそ４時間半後に、塩溶液のＤＯレベルは、３０ｐｐｍをわずかに超える値へと低下した。最後の測定を、処理の６時間後のわずかに前に行ったところ、ＤＯレベルは約２８ｐｐｍへと低下していた。このように、図３０〜３３に示した実験のそれぞれが、ＤＯレベルが長い期間にわたって比較的高いレベルに保たれることを示している。
【０２０１】
出力材料１０２を、人間が消費する可能性があるため、混合装置１００を構成するために使用される材料は、食品および／または薬品の製造に適していなければならない。これらに限定されるわけではない例として、筐体５２０、筐体５５２０、ロータ６００、ステータ７００、およびステータ５７００を、すべてステンレス鋼から製作することができる。
【０２０２】
（分子の相互作用）
何人かの物理学者が、水の量子的性質を説明し始めている。これまでは、量子的性質は、１０−１０メートル未満の素粒子に属すると考えられる一方で、我々の日常生活の巨視的世界は、ニュートンの運動の法則に従って挙動する点で、古典的と称されている。巨視的な古典的世界と微視的な量子世界との間が、巨視と微視との間の区別がますます曖昧になっているメゾスコピック領域である。実際、物理学者らは、量子的性質を、ナノメートルからマイクロメートルの範囲の原子および分子の大きな集まりに発見しており、とくには分子が液相中に密に詰め込まれた場合に発見している。
【０２０３】
最近では、化学者らが、クラスタからの分子が希釈につれてサイズを増大させるという驚くべき発見を行っている。これらのクラスタは、数マイクロメートルの直径である。サイズの増大は、希釈につれて非線形に生じ、履歴に依存し、古典化学を無視した振る舞いである。実際、この現象について、未だ説明はない。量子的性質に依存する水の不思議さのさらに別の反映も、存在するであろう。
【０２０４】
１９９０年代の中頃に、量子物理学者であるｄｅｌ  Ｇｉｕｄｉｃｅ  ａｎｄ  ＰｒｅｐａｒａｔａおよびイタリアのＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍｉｌａｎの他の同僚が、直径１００ナノメートルの量子コヒーレントドメインが、純水において生じうると論じた。彼らは、コヒーレントドメインの水分子の集団振動が、いかにして最終的に大域的な電磁界の変動に対して位相ロックされた状態になるかを示した。この態様で、長く続く安定な振動を、水中に維持することができる。
【０２０５】
メモリを水に保存できる１つの態様は、水中に溶存する１つ以上の物質（治療薬など）に特有の長く続くコヒーレントな振動を励起することによる。水分子と水中に溶存する物質の分子との間の相互作用が、水の集合構造を変化させ、これが発生する特有のコヒーレント振動を決定すると考えられる。これらの振動が、大域的な場と励起された分子との間の位相結合によって安定化されて維持される場合、たとえ溶存物質が希釈されたときでも、水は、希釈時の他の水に結実することができるコヒーレント振動を、依然として保持することができる。
【０２０６】
溶存物質がますます大きなクラスタを形成するという発見は、振動が同位相であるときに分子間の引き付けの共鳴を伝達でき、希釈液における凝集につながる水中のコヒーレントな場の存在と両立しうる。分子のクラスタのサイズが大きくなるにつれ、その電磁気的特徴も相応に増幅され、水によって保持されるコヒーレント振動を補強する。
【０２０７】
検出可能な水の何らかの物理的特性の変化を予想すべきである。残念ながら、そのようなコヒーレント振動を通常の分光法および核磁気共鳴法によって検出しようとするすべての試みは、あいまいな結果しかもたらしていない。これは、溶存分子のクラスタサイズが、分子の濃度にではなく、希釈の正確な履歴に依存するという発見に照らせば、驚くことではない。
【０２０８】
溶存分子のクラスタサイズの変動および水の詳細な微視的構造にもかかわらず、コヒーレント振動の特異性が依然として存在しうる。通常の検出法は、個々の分子または小さな集合体の微視的粒子の使用に依存するため、成功していない。代わりに、多数の分子におよぶ集合的な全体特性を検出する方法が必要である。いくつかの自明な自薦の可能性は、凝固点および沸点、粘度、密度、拡散性、および磁性の測定である。水の集合的な全体特性の変化を検出するための１つの可能性は、結晶化によるものである。結晶は、分子の巨視的集合から形成される。大域的特性に依存する他の測定と同様に、結晶は、他の方法では検出不能であった個々の分子の微妙な変化を簡単にする。
【０２０９】
図３６を参照すると、ナノスケールのケージ８７００を形成している簡単化されたプロトン化水クラスタを示している。プロトン化水クラスタは、典型的には、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｎの形態をとる。いくつかのプロトン化水クラスタは、イオン圏などにおいて自然に生じる。特定の理論に拘束されるわけではないが、特定の態様によれば、本発明の出力材料へと付与された酸素および安定化電子を含む構造など、他の種類の水クラスタまたは構造（クラスタ、ナノケージ、など）が可能である。酸素原子８７０４を、得られる構造８７００に捕まえることができる。半拘束ナノケージの化学が、酸素８７０４および／または安定化電子が長い時間期間にわたって溶存し続けることを可能にする。薬用化合物などの他の原子または分子を、徐放の目的のためにケージに入れることができる。溶液材料および溶存化合物の具体的な化学は、それらの材料の相互作用に依存して決まる。
【０２１０】
混合装置１００によって処理された流体は、クラスタ構造の点での流体の解析と一致した、異なる構造特性を呈することが実験により示されている。
【０２１１】
混合装置１００によって処理された水は、通常の未処理の水と比べたときに、検出可能な構造的相違を有することが実証されている。例えば、処理済みの水が、未処理の水において見られるよりも大きなレイリー散乱を有することが示されている。行った実験において、処理済みおよび未処理の水のサンプルを（それぞれを別個の瓶に封じることによって）用意し、（後に処理済みのサンプルおよび未処理のサンプルを識別するために）符号を付け、分析のために独立の試験所へと送った。試験後の完了後に初めて、符号を読解して、どちらのサンプルが混合装置１００によって処理されたものであるかを明らかにした。
【０２１２】
試験所においては、これら２つのサンプルを、６３３ナノメートルの波長を有するレーザービームに配置した。流体を、試験前に約１週間にわたってガラス瓶に封じておいた。処理済みのサンプルに関して、サンプルＢが、レーザー源に対する位置にかかわらず光を散乱させた。しかしながら、サンプルＡは、そのようでなかった。瓶を開封してから２〜３時間後に、サンプルＢの散乱効果はなくなった。これらの結果は、水が、水に自身の特性を保持させ、時間とともに消滅するメモリを呈することを示唆している。また、これらの結果は、処理済みの水の構造が、未処理の流体の構造と光学的に相違することを示唆している。最後に、これらの結果は、この光学的効果が、ＤＯレベルに直接には関係していないことを示唆している。なぜならば、開始時のＤＯレベルは４５ｐｐｍであり、実験の終了時には、約３２ｐｐｍであったと推定されるからである。
【０２１３】
（ガス富化流体を生成するためのシステム）
ここに開示したシステムおよび方法によれば、ガス（例えば、酸素）を、最小の受動的な損失とともに、高い濃度で、安定的に富化させることができる。このシステムおよび方法を、幅広く様々なガスを高い比率で幅広く様々な流体中に富化させるために、効果的に使用することができる。例えば、あくまでも例として、一般的には約２〜３ｐｐｍ（パーツ・パー・ミリオン）の溶存酸素レベルを有する室温における脱イオン水が、ここに開示したシステムおよび／または方法を使用して、少なくとも約５ｐｐｍ、少なくとも約１０ｐｐｍ、少なくとも約１５ｐｐｍ、少なくとも約２０ｐｐｍ、少なくとも約２５ｐｐｍ、少なくとも約３０ｐｐｍ、少なくとも約３５ｐｐｍ、少なくとも約４０ｐｐｍ、少なくとも約４５ｐｐｍ、少なくとも約５０ｐｐｍ、少なくとも約５５ｐｐｍ、少なくとも約６０ｐｐｍ、少なくとも約６５ｐｐｍ、少なくとも約７０ｐｐｍ、少なくとも約７５ｐｐｍ、少なくとも約８０ｐｐｍ、少なくとも約８５ｐｐｍ、少なくとも約９０ｐｐｍ、少なくとも約９５ｐｐｍ、少なくとも約１００ｐｐｍ、または、任意のこれより大きいか、もしくは、これらの間の値の範囲の溶存酸素レベルを達成できる。特に、典型的な実施形態によれば、酸素富化水を、約３０〜６０ｐｐｍの溶存酸素レベルにおいて生成することができる。
【０２１４】
表１が、酸素富化生理食塩水（表１）で処置された治癒中の傷および本発明のガス富化酸素富化生理食塩水のサンプルにおいて得た種々の分圧測定を示している。
【０２１５】
【表１】
0005595041.tif 000005
（美容および／または治療目的での塗布および投与）
特定の典型的な実施の形態において、本発明のガス富化流体は、単独または他の美容および／または治療用の薬剤との組み合わせにおいて、美容および／または治療用の組成物として、眼に関連する疾病または状態の少なくとも１種の症状を防止または軽減するように機能できる。本発明の治療用組成物は、必要に応じて被験体へと投与することができる組成物を含む。本明細書において使用されるとき、「被験体」は、あらゆる生物、好ましくは動物、より好ましくは哺乳類、さらにより好ましくはヒトを指すことができる。
【０２１６】
特定の実施の形態においては、この組成調合物が、キャリア、補助剤、乳化剤、懸濁剤、甘味料、調味料、香料、および結合剤からなる群より選択される少なくとも１種の追加の物質をさらに含むことができる。
【０２１７】
本明細書において使用されるとき、「薬学的に容認できるキャリア」および「キャリア」は、毒性のない不活性な固体、半固体、または液体のフィラー、希釈剤、封入材料、または任意の種類の調合補助物を広く指す。薬学的に容認できるキャリアとして機能することができる材料のいくつかの例は、これらに限られるわけではないが、ラクトース、グルコース、スクロースなどの糖、トウモロコシでんぷんおよびジャガイモでんぷんなどのでんぷん、カルボキシメチル・セルロース・ナトリウム、エチルセルロース、および酢酸セルロースなどのセルロースおよびその誘導体、トラガント末、麦芽、ゼラチン、タルク、カカオ脂および坐薬ワックスなどの賦形剤、ピーナツ油、綿実油、ベニバナ油、ごま油、オリーブ油、トウモロコシ油、および大豆油などの油、プロピレングリコールなどのグリコール、オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルなどのエステル、寒天、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムなどの緩衝剤、アルギン酸、発熱物質を含まない水、等張生理食塩水、Ｒｉｎｇｅｒ液、エチルアルコール、およびリン酸緩衝液、ならびにラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムなどの他の非毒の適合性の滑剤、ならびに着色剤、放出因子（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、コーティング剤、甘味料、調味料、および香料であり、保存料および酸化防止剤も、調合者の判断に従い、組成物中に存在することができる。特定の態様において、このようなキャリアおよび賦形剤が、本発明のガス富化流体または溶液であってよい。
【０２１８】
例えばビヒクル、アジュバント、賦形剤、または希釈剤など、本明細書に記載の薬学的に容認できるキャリアは、当業者にとって周知である。典型的には、薬学的に容認できるキャリアは、治療剤に対して化学的に不活性であり、使用の条件下で有害な副作用または毒性を有していない。薬学的に容認できるキャリアは、ポリマーまたはポリマー・マトリクス、ナノ粒子、微細気泡などを含むことができる。
【０２１９】
本発明の治療用ガス富化流体に加えて、治療用組成物は、ガス富化をしていない追加の水または他の溶媒などの不活性な希釈剤、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油（とくには、綿実油、ラッカセイ油、トウモロコシ油、胚芽油、オリーブ油、ひまし油、およびゴマ油）、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコール、およびソルビタンの脂肪酸エステルなどの可溶化剤および乳化剤、ならびにこれらの混合物をさらに含むことができる。当業者であれば理解できるとおり、特定の治療用組成物の新規かつ改良された調合、新規なガス富化治療用流体、および新規なガス富化治療用流体を送達する新規な方法を、１つ以上の不活性な希釈剤を同一、同様、または異なる組成のガス富化流体で置き換えることによって得ることができる。例えば、従来からの水を、ガス富化流体をもたらすべく水または脱イオン水へと酸素を注入することによって生成されたガス富化流体で置き換え、あるいは補うことができる。
【０２２０】
特定の実施の形態は、本発明のガス富化流体と、医薬組成物または他の治療剤あるいはそれらの薬学的に許容される塩または溶媒和物と、少なくとも１種の医薬用キャリアまたは希釈剤と、を有する治療用組成物を提供する。これらの医薬組成物を、上述の疾病または状態の予防および処置に使用することができ、上述のとおりの治療に使用することができる。好ましくは、キャリアは、薬学的に許容されるものでなければならず、組成物中の他の成分に適合性でなければならず、すなわち組成物中の他の成分に対して有害な影響を有してはならない。キャリアは、固体または液体であってよく、好ましくは、例えば０．０５〜９５重量％の有効成分を含むことができる錠剤など、単位用量の調合物として調製される。
【０２２１】
本明細書に開示の組成物および／または方法は、おおむね局所適用に関係しているが、個々の被験体にとって最も適する投与の手段は、処置すべき疾病または状態の性状および重篤さ、使用される治療の性質、ならびに治療用組成物または追加の治療剤の性質に応じて決まる。
【０２２２】
局所適用に適した製剤として、液体（水性または油性）、軟膏、クリーム、ローション、ペースト、ゲル（ヒドロゲルなど）、スプレー、分散可能な粉末および顆粒、乳濁液、流動性の圧縮不活性ガスを使用するスプレーまたはエアゾール（リポソームスプレー、点鼻薬、鼻内スプレー、など）、およびオイルが挙げられる。そのような製剤に適したキャリアとして、ワセリン、ラノリン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ３０００、ＰＥＧ５０００、その他など）、アルコール、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
【０２２３】
本発明の製剤は、任意の適切な方法で作成可能であり、典型的には、ガス富化流体を随意により液体または微細に分割された固体キャリアあるいは両方を有する有効化合物と必要な割合にて一様かつ密に混ぜ合わせ、次いで、必要であれば、得られた混合物を所望の形状へと成形することによって作成可能である。
【０２２４】
軟膏、ペースト、発泡体、吸蔵、クリーム、ゲル、ゾル、懸濁液、およびパッチも、でんぷん、トラガカント、セルロース誘導体、シリコーン、ベントナイト、シリカ酸、およびタルク、あるいはこれらの混合物など、賦形剤を含むことができる。粉末およびスプレーも、ラクトース、タルク、シリカ酸、水酸化アルミニウム、およびケイ酸カルシウム、あるいはこれらの物質の混合物など、賦形剤を含むことができる。ナノ結晶の抗菌性金属の溶液を、エアゾール薬剤を製作するために一般に使用されている公知の手段のいずれかによって、エアゾールまたはスプレーへと変換することができる。一般に、そのような方法は、通常は不活性のキャリアガスによって流体の容器を加圧すること、または加圧するための手段を提供することを含んでおり、加圧されたガスを小さなオリフィスに通すことを含んでいる。スプレーは、窒素、二酸化炭素、または他の不活性ガスなど、一般的な圧縮不活性ガスをさらに含むことができる。さらに、マイクロスフェアまたはナノ粒子を、本発明のガス富化治療用組成物または流体とともに、化合物を被験体へと投与するために必要とされる経路のいずれかにて使用することが可能である。
【０２２５】
局所製剤を、アンプルおよびバイアルなど、単位用量または複数用量の密封容器にて提供することができ、使用の直前に無菌の液体賦形剤またはガス富化流体を加えるだけでよいフリーズドライ（凍結乾燥）の状態で保存することができる。必要に応じて調合される流体および／または懸濁液を、無菌の粉末、顆粒、および錠剤から作成してもよい。
【０２２６】
本発明の文脈において被験体、とくには動物、殊にはヒトへと投与される用量は、妥当な時間枠にわたって動物に美容および／または治療反応をもたらすために充分でなければならない。用量が、動物の状態、動物の体重、所望される結果、ならびに処置すべき状態など、種々の因子に依存して決まることを、当業者であれば理解できるであろう。適切な用量は、所望の反応を及ぼすことが知られている美容および／または治療用組成物の濃度を、被験体にもたらす用量である。
【０２２７】
また、用量のサイズは、投与の経路、タイミング、および頻度、ならびに治療用組成物の投与および所望の生理学的効果に付随しうる不利な副作用の存在、性質、および程度によっても決定される。
【０２２８】
本発明のガス富化流体を、既存の薬物送達用組成物または方法を改良するために使用することができる。拡散装置によって処理された流体を、単独または１つ以上の治療剤と一緒に、適切な用量単位の製剤へと製剤することができる。種々の実施の形態において、これらの製剤は、従来からの無毒な薬学的に許容されるキャリア、アジュバント、乳化または懸濁剤、甘味料、調味料、芳香剤、および患者の体内への特定の取り込み経路に適したビヒクルを含むことができる。
【０２２９】
特定の実施の形態においては、本明細書に開示のガス富化流体が、眼などの器官へと適用され、あるいは器官および／または組織を中に配置することができる湿潤、洗浄、または浸漬の流体を含むことができる。１つ以上の治療剤を、ガス富化流体に溶存させることができ、あるいは組織のガス富化流体における湿潤、洗浄、または浸漬に先立って、組織に配置することができる。また、ガス富化流体を、事前の薬物との組み合わせにおいて眼あるいは他の器官または組織へと適用して、薬物の効能を増すためのガス富化治療用流体を生成してもよい。さらに、ガス富化流体を、粉末を溶解させるために使用して、ガス富化治療用流体および薬物送達方法を生み出すこともできる。あるいは、本発明のガス富化流体は、これらのパッチ、ゲル、クリーム、ローション、軟膏、ペースト、溶液、スプレー、水性または油性懸濁液、乳濁液などからなる注入物を含むことができる。
【０２３０】
眼または眼の表面への投与による薬物の送達など、局所的な薬物送達も、本発明の技術的範囲に包含される。特定の態様は、眼または眼の一部分への送達のための治療用眼ケア生成物を提供する。例えば、拡散装置によって処理されたガス富化流体が、眼軟膏、点眼剤（ｅｙｅ  ｄｒｏｐ）、治療溶液、洗浄用流体、調合薬（処方薬および市販薬の点眼剤ならびに他の薬剤、ステロイド点眼剤、カルテオロール、非選択性β遮断薬、ドライアイのための軟膏、眼科用ビタミン）、などを含むことができる。例えば、ガス富化流体が、眼軟膏、点眼剤、治療溶液、洗浄溶液などにおいて使用される生理食塩水または水などの一般的なキャリアを置き換えることができる。あるいは、本発明のガス富化拡散器は、眼軟膏、点眼剤、治療溶液、洗浄溶液などの１以上の成分を流体に注入し、それにより、新規のガス富化流体を生成するために使用され得る。
【０２３１】
人々は、近視、遠視および乱視のような眼の屈折障害を矯正するためにコンタクトレンズを使用する。コンタクトレンズに覆われていることにより、角膜に利用可能な酸素が足りなくなると、コンタクトレンズの装着者において細菌感染が増加する結果となる。したがって、本明細書中の特定の実施の形態は、本発明のガス富化流体を利用したコンタクトレンズの製造に関する。
【０２３２】
Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａおよび他の細菌感染は、ヒトの眼において破壊的な感染を引き起こし得、そして、新生児眼炎に関係している。シュードモナスは、線毛がシアル酸レセプターに付着することによって、眼の上皮に集落形成し得る。環境が促進性である場合、そして特に、宿主の免疫系が弱まっている場合、細菌は、エラスターゼ、アルカリホスファターゼおよび外毒素Ａのような酵素の産生により、急速に増殖し得る。シュードモナス感染は、眼使用の損失、または、眼全体の損失をもたらし得る。
【０２３３】
酸素富化流体は、点眼剤を調合するために使用され得、この点眼剤は、コンタクトレンズの装着を最適にするために患者が毎日使用し、それにより、酸素に乏しいコンタクトレンズで覆われた角膜３５０８へと増大されたレベルの酸素を提供し得る。開示されるシステムおよび／または方法に従って生成されるガス富化流体は、コンタクトレンズの製造、保存またはケアにおいて使用され得る。増大したレベルの溶存ガスが、コンタクトレンズの保存、洗浄または湿潤に使用される溶液のような流体の強度または安全性を高め得る。
【０２３４】
本発明の種々の実施形態によれば、開示されるガス富化された本発明の流体は、コンタクトレンズの製造、保存またはケアにおいて使用され得る（例えば、生理食塩水、および他のコンタクトレンズ保存液および湿潤溶液）。コンタクトレンズへのガス（例えば、酸素）の導入および保持は、コンタクトレンズの製造および使用の間に提供され得る。さらに、生理食塩水および他のコンタクトレンズの保存液および湿潤溶液は、本明細書中に記載されるガス富化流体を用いて生成され得る。
【０２３５】
コンタクトレンズは代表的に、軟らかいポリマー物質から形成され、そして、一般に、親水性レンズおよび疎水性レンズのカテゴリーに分けられ得る。親水性コンタクトレンズは、１０％を超える水分含量を有するが、疎水性のレンズは、１０％未満の水分含量を有する。コンタクトレンズの酸素透過性は、レンズを形成するために使用される特定のポリマーに大きく依存する。酸素透過性は、レンズが生成されるときに、ポリマーを水和するためにガス富化流体を用いることによって増加され得る。コンタクトレンズは、親水性ポリマー（例えば、ヒドロゲル）またはポリ（メチルメタクリレート）のような種々の市販の物質から生成され得る。代表的なヒドロゲルポリマー組成物は、水保持能を改善するために、スルホベタイン（例えば、Ｎ−（３−スルホプロピル）−Ｎメタクリルオキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタイン（ＳＰＥ））のような双性イオンモノマーを含み得る、親水性のメタクリルアミドならびにアクリルモノマーの反応生成物から構成され得る。
【０２３６】
種々の酸素富化液体が、点眼剤またはコンタクトレンズ溶液として使用され得る。代表的なコンタクトレンズ溶液は、コンタクトレンズをリンス、洗浄および消毒するために作製され、これらとしては、生理食塩水ならびに他のコンタクトレンズの保存液および湿潤溶液が挙げられるがこれらに限定されない。
【０２３７】
ガス富化（すなわち、酸素化）溶液は、種々の眼科用途において使用するために、瓶中、または、ピペットまたは点眼器と共に提供される他の密封容器中に包装され得る。１つのこのような用途は、点眼剤または人工涙として使用するためのガス富化（すなわち、酸素化）生理食塩水の用途である。湿潤性の点眼剤は、点眼器を用いて眼へと直接適用され得、１回の適用につき２〜３滴を眼に直接適用して、ドライアイ、赤み、アレルギー性反応を軽減し、そして、眼の角膜領域へとさらなる水分を提供する。
【０２３８】
ガス（例えば、酸素）を角膜領域にさらに供給するためのガス富化人工涙に加えて、眼の表面に直接適用され得る医薬のような他の流体をガス富化することも可能である。これは、視力を改善するため（例えば、レーザー角膜切開術、ＬＡＳＩＫ、あらゆるタイプの白内障外科手術、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、硝子体網膜外科手術、眼内レンズおよび送達システム、医薬品、処方薬、および一般市販薬の点眼剤、ならびに他の薬剤、ステロイド点眼剤、カルテオロール、非選択的β遮断薬、ドライアイのための軟膏、眼用ビタミンなど）、または、緑内障の影響を軽減もしくは小さくするために、最近角膜または眼の他の領域への外科手術を受けた患者に特に有用であり得る。
【０２３９】
これらおよび他の外科処置の後に、自身の眼に直接、溶液状態の滴として適用される種々の抗生物質、抗炎症剤および疼痛緩和剤を処方することは一般的である。眼の表面への酸素の拡散を増加させるためにガス富化（すなわち、酸素化）水溶液を用いることによって、より速い治癒が起こり得、そして、回復時間が短くなり得ると考えられる。
【０２４０】
加齢した眼は、しばしば、涙管に関する問題に起因する涙液産生の低下の結果として乾燥状態となる。この問題は、特に、閉経後の女性で顕著である。これらの患者において涙液量が少ないことにより生じる最も即時的な病理生理学的問題は、空気からの溶存酸素（このうち、より少量のみが拡散して眼に達する）の欠乏である。ガス富化流体（例えば、酸素富化生理食塩水）の使用は、有効な涙液補充物であり得る。人工涙またはガス富化医薬の形態の用途の可能性に加えて、ガス富化プロセスはまた、生理食塩水のようなコンタクトレンズ溶液にも適用され得る。コンタクトレンズは、通常、湿潤かつ可撓性の半透明のポリマー膜を維持するために溶液中に保存される。本明細書中に示されるように、レンズ溶液中に保存されているコンタクトレンズは、通常、眼の角膜の直ぐ上に配置される。コンタクトレンズは通常、レンズが保存されていたガス富化（すなわち、酸素化）生理食塩水を含み得る溶液の層の上で、角膜表面の直ぐ上に浮く。ガス富化（すなわち、酸素化）生理食塩水は、眼の角膜付近のガス（すなわち、溶存酸素）の量を増やし、そして、通常コンタクトレンズが適所にあるときに可能であるよりも多い量の酸素を眼が吸収することを可能にするはずである。
【０２４１】
外科手術：
特定の実施の形態は、組織（例えば、眼の組織）の洗浄を伴う、改善された外科手術（眼の外科処置を含む）のための方法を提供し、これらとしては、レーザー角膜切開術（ｌａｓｅｒ  ｋｅｒａｔｏｍａｙ）、ＬＡＳＩＫ、イントラＬＡＳＩＫ、白内障外科手術、嚢外外科手術、水晶体超音波吸引術、嚢内外科手術、硝子体網膜外科手術、眼内レンズなどが挙げられるがこれらに限定されない。
【０２４２】
毎年、１００万件を超す白内障外科手術が米国で行われる。代表的には、白内障外科手術は、レンズの取り出し、そしておそらくは、人工レンズの受容を伴う。白内障を有するレンズを取り出すための外科手術には３つのタイプがある。嚢外外科手術では、レンズは取り出されるが、レンズの外被はその場に残される；水晶体超音波吸引術では、レンズは、超音波振動により粉々にされ、同時に、洗浄および吸引され、レンズの嚢の後ろ半分がその場に残される。
【０２４３】
眼の外科手術の合併症が生じ得、これには、眼内の高圧；眼内部の血液堆積；眼内部の感染；人工レンズの損傷もしくは転置；垂れ下がった瞼；網膜剥離；眼内部の重篤な出血；角膜の膨潤または混濁；盲目；および視力の喪失または眼全体そのものの喪失が挙げられる。感染および一般的な組織の健康状態は、引き続き、眼の外科手術における課題である。本明細書中に提供される特定の実施の形態は、眼の組織の洗浄および／または湿潤などを伴う改善された眼の外科処置のための組成物および／または方法に関する。
【０２４４】
本明細書中に記載される特定の実施形態によれば、眼の組織の洗浄、湿潤などを伴う眼の外科処置を含む、改善された外科手術のための組成物および／または方法が提供される。本発明のガス富化流体または溶液は、外科処置の前、外科処置の間および／または外科手術の後に、例えば、組織の表面（例えば、眼の表面）を湿った状態および／または、無菌状態に維持するために使用され得る。
【０２４５】
生物学的組織の成長の促進：
他の関連の実施形態においては、本明細書に開示されるガス富化流体組成物および／または方法を、天然または遺伝子操作された細胞（幹細胞を含む）、組織、および器官の培養の生物学的細胞および／または組織の成長に関連して使用することができる。さらに、本明細書に開示されるガス富化流体組成物および／または方法を、人工血液または人工血液を必要とする外科的処置（冠動脈バイパス形成手術およびショック−外傷処置など）のために使用することができる。同様に、酸素富化溶液を、肝臓、腎臓、心臓、眼、手、足、脳、などといった１つ以上の固形臓器について、摘出後ならびに移植前（例えば、運搬中）または移植中の灌流に使用することができる。本明細書に開示の実施の形態によるガス富化（とくには、酸素化）流体の使用は、より長い保存時間およびより成功した移植率をもたらすことができる。
【０２４６】
特定の実施の形態では、本発明の流体は、本明細書中に開示されるガス富化流体および／もしくは方法を必要とするか、または、これらから利益を受け得る、器官、器官サンプル、試験対象および／または他の生体組織を輸送または保存するために使用され得る。ガス富化（酸素化）流体は、器官または他の生体組織を含み得る。特定の実施の形態では、容器は、断熱され得るか、または、持ち運び可能な冷蔵ユニット（図示されず）を備え付けられ得、そしてさらに、保存されるかもしくは移植のために輸送されている生体組織の表面全体またはその付近でガス富化溶液を動かすために、種々の渦巻きポンプまたは他の循環装置を備え得る。この様式では、生体組織は、器官もしくは組織の移植の前および間に、生体組織が細胞の損傷を少ない状態で良好に保存されるものと考えられる。
【０２４７】
さらなる実施の形態は、循環ポンプをさらに備えるシステムを含み得、このシステムは、流体を引き、そして、本発明に従って構築された拡散器を用いて、供給源からのガス（例えば、酸素）と流体とを合わせる。この輸送および保存のシステムのポンプ、拡散器および他の構成要素には、１以上の電池または水素燃料電池の形態の持ち運び可能な電源が備え付けられ得る。
【０２４８】
ガス富化保存媒体中で器官および他の生体組織を保存および輸送することによって、身体の外側での細胞および生体組織への損傷を減らし、そして、これらの組織をより健康な状態で移植候補者に供給することが可能である。保存および輸送の媒体としてガス富化流体を用いることで、より高いレベルの溶存ガス（例えば、酸素）を導入し、保存および輸送の間の細胞の分解を遅め、そしてさらに、首尾よい臓器移植の可能性を高めることによって、移植の受け手の生活および健康を増進する可能性がある。
【０２４９】
開示される実施形態にしたがって生成されるガス富化流体（例えば、水）はまた、ヒトまたは動物のような被験体の眼から汚染物質を除くまたは洗い流すために使用され得る。本明細書中に開示されるガス富化流体組成物および／または方法は、高いレベルのガス（例えば、酸素）を清浄にされた表面（例えば、眼）に提供し、これは、特に治療的であり得る。
【実施例】
【０２５０】
実施例１
平衡塩類溶液における酸素含有量の減衰
図３３が、最初に５ｐｐｍの溶存酸素レベルを有していた５００ｍｌのブラウン平衡塩溶液の溶存酸素の保持を示している。本発明の拡散装置における標準温度および圧力での溶液の富化の後で、溶存酸素レベルは、約４１ｐｐｍであった。この溶液を、琥珀色のガラス瓶に保持した。溶存酸素レベルは、１時間後には４０ｐｐｍであり、２時間後に３６ｐｐｍであり、３時間後に３４ｐｐｍであり、およそ４時間半後には、３０ｐｐｍをわずかに超える程度であった。最後の測定を、６時間のわずかに前に行ったところ、その時点での溶存酸素レベルは、約２８ｐｐｍであった。
【０２５１】
実施例２
微小気泡のサイズ
ガス微細気泡のサイズの限界を割り出すために、本発明の拡散装置を使用することによってガス富化流体における実験を実行した。微細気泡のサイズの限界を、ガス富化流体を０．２２ミクロンおよび０．１ミクロンのフィルタに通すことによって明らかにした。これらの試験においては、或る量の流体を本発明の拡散装置に通して、ガス富化流体を生成した。この流体６０ミリリットルを、６０ｍｌのシリンジへと抜き取った。次いで、シリンジ内の流体の溶存酸素の程度を、Ｏｒｉｏｎ  ８６２ａ溶存酸素計によって測定した。シリンジ内の流体を、０．２２ミクロンのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｍｉｌｌｅｘ  ＧＰ５０フィルタを通して５０ｍｌのビーカーへと注入した。次いで、５０ｍｌのビーカー内のマテリアルの溶存酸素の程度を測定した。実験を３回実行し、下記の表３に示す結果を得た。
【０２５２】
【表３】
0005595041.tif 000006
見て取ることができるとおり、シリンジ内で測定した溶存酸素レベルと５０ｍｌのビーカー内の溶存酸素レベルとが、拡散後のマテリアルを０．２２ミクロンのフィルタに通したにもかかわらず、大きくは変化しなかった。このことは、流体内の溶存ガスの微細気泡が、０．２２ミクロン以下であるということを意味している。
【０２５３】
生理食塩水のバッチを本発明の拡散装置で富化処理し、出力された溶液のサンプルをフィルタ処理を加えない状態で集めることで、第２の試験を行った。このフィルタ処理なしのサンプルの溶存酸素レベルは、４４．７ｐｐｍであった。本発明の拡散装置からの酸素富化溶液を０．１ミクロンのフィルタを使用してフィルタ処理し、２つのさらなるサンプルを採取した。第１のサンプルにおいて、溶存酸素レベルは４３．４ｐｐｍであった。第２のサンプルにおいては、溶存酸素レベルが４１．４ｐｐｍであった。最後に、フィルタを取り除き、最後のサンプルをフィルタ処理なしの溶液から得た。この場合に、最後のサンプルは、４５．４ｐｐｍという溶存酸素レベルを有していた。これらの結果は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅの０．２ミクロンのフィルタを使用した結果に一致している。すなわち、生理食塩水中のガス気泡または微細気泡の大部分は、サイズがおおむね０．１ミクロン未満である。
【０２５４】
実施例３
スパージング効果
図３４および３５は、本発明の拡散装置を通過する流体への本発明の拡散装置のスパージング効果を示している。図３４は、標準温度および圧力の８ガロンのタンクの酸素富化水へのスパージング作用を示す。図示のとおり、最初に酸素富化水は、約４２ｐｐｍという溶存酸素レベルを有していた。拡散装置を２分間動作させた後で、溶存酸素レベルが２０ｐｐｍをわずかに超える程度まで、窒素が酸素富化水をスパージしていた。６分間で、溶存酸素レベルは約６ｐｐｍとなった。酸素富化水の溶存酸素レベルは、処理の開始から約１４分で、ゼロ（０）をわずかに上回る最小値に達した。これらの数字は、窒素が水へと拡散して水から酸素をスパージできる様相を示している。しかしながら、任意のガスを任意の流体において使用して、或るガスを他方からスパージして、他方のガスを流体へと拡散させることができる。同じ実験が、任意のホスト流体マテリアルおよび任意の流体注入マテリアルを利用することができる。
【０２５５】
実施例４
レイリー効果
本明細書に開示の拡散装置によって処理された流体は、通常の未処理の水と比べたときに、水の構造に相違を呈する。本明細書に開示の実施の形態によって生成されたガス富化水が未処理の水と比べて、より大きなレイリー散乱を有することが示されている。
【０２５６】
行った実験では、ガス富化水および富化なしの水のサンプルを作成し、光学的分析へと送った。これらの試験の目的は、通常の（処理なしの）脱イオン水と本発明の拡散装置によって富化した水との間に巨視的な光学的相違が存在するか否かを判断することにある。
【０２５７】
２つのサンプルの身元を秘密に保つため、２つのサンプルに符号を付け、試験の完了後に初めて、サンプルの身元を明らかにした。２つのサンプルを、図３７Ａに示した図に従って、６３３ナノメートルのレーザービーム中に配置した。本明細書に開示の特定の実施の形態によるガス富化流体であるサンプルＢが、レーザー源に対する位置にかかわらず、散乱光を呈した。サンプルＢの流体を、約１週間にわたってガラス瓶に封じた。瓶を開けてから２〜３時間後に、散乱効果は消失した。このように、ガス富化流体の構造は、処理なしの流体の構造から光学的に相違している。開始時の溶存酸素レベルが約４５ｐｐｍであり、実験の終了時には約３２ｐｐｍであったと推定されることから、この光学的効果は、溶存酸素レベルに直接関係しているわけではない。結果が図３７Ｂに示されている。
【０２５８】
実施例５
溶媒和電子の生成
さらなる証拠も、本発明の拡散装置によって生み出される拡散プロセスが、ガス富化溶液に溶媒和電子をもたらすことを示唆している。ポーラログラフ溶存酸素プローブの結果ゆえ、拡散後の流体が電子捕捉効果を呈し、したがって流体が、ガス富化マテリアル内に溶媒和電子を含むことができると考えられる。
【０２５９】
溶存酸素のレベルを電気的に測定するために、２つの基本的な技法が存在する。ガルバニック測定法およびポーラログラフ測定である。どちらのプロセスも、試験対象の溶液中の溶存酸素レベルがプローブのカソードと反応して電流を生み出す電極システムを使用する。溶存酸素レベルセンサは、どちらもセンサ本体内の電解質に浸漬される２つの電極、すなわち陽極および陰極で構成されている。酸素透過膜が、陽極および陰極を試験対象の溶液から隔てている。酸素が膜を横切って拡散し、プローブの内部の成分と相互作用して、電流を生じさせる。陰極が、水素電極であって、陽極に対して負の電位を持つ。電解質溶液が、電極ペアを囲み、膜によって包まれている。酸素が存在しないとき、陰極は、水素によって分極され、電流の流れに抵抗する。酸素が膜を通過するとき、陰極が消極され、電子が消費される。陰極が、以下の式に従って、酸素を水酸基イオンへと電気化学的に還元する：
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４Ｅ−＝４ＯＨ−
本発明のシステムによるガス富化溶液の溶存酸素レベルの測定を実行するとき、溶存酸素メータが、メータが読み取ることができるよりも大きい読み取り値を表示するオーバーフロー状態が、繰り返し直面される。しかしながら、Ｗｉｎｋｌｅｒ滴定によるガス富化溶液の評価が、溶液について、プローブが示すよりも低い溶存酸素（ＤＯ）レベルを示す。典型的には、ＤＯプローブ（これらの実験で使用したＯｒｉｏｎ  ８６２など）は、６０ｐｐｍという最大の読み取り値を有している。しかしながら、メータが本発明のガス富化水に残された場合、メータはオーバーフローする。
【０２６０】
特定の動作の機構に拘束されるつもりはないが、メータの機構が、酸素が反応する電子に応答する。したがって、膜を通るガス富化流体に付随する溶媒和電子（おそらく、流体中でかたまりとして捕捉されている）が存在するにちがいない。
【０２６１】
実施例６
優れた傷の治癒
本明細書に開示の実施の形態に従って処理された酸素富化生理食塩水に曝された傷の治癒特性の向上を判断するために、研究を行った。この実験においては、ブタの皮膚を除去した生検創に、包帯を配置した。包帯を、酸素富化生理食塩水に浸し、コントロール群の包帯を、酸素化していない生理食塩水に浸した。微視的に、１）表皮化、２）脈管新生、３）表皮分化、４）肥満細胞の移動、および５）有糸分裂を含むいくつかの要因を、この研究によって評価した。
【０２６２】
外部からは、傷がさまざまな速度で治癒したように見受けられた。酸素富化生理食塩水で処置した傷は、４〜１１日目において、傷の治癒の増進を見せた。しかしながら、どちらの傷も、ほぼ同時に治癒を完了したように見受けられた。この研究によれば、３〜１１日目の間、酸素富化生理食塩水で処置した傷の新表皮は、生理食塩水で処置した傷の表皮の２〜４倍の速さで移動することが示された。また、この研究によれば、１５〜２２日目の間、酸素富化生理食塩水で処置した傷が、より成熟した表皮層のより早期の形成によって証拠付けられるとおり、より迅速な速度で分化することが示された。すべての段階において、通常の治癒に関して表皮に生じる厚肉化が、酸素富化生理食塩水で処理した傷においては生じなかった。
【０２６３】
特定の理論に拘束されるつもりはないが、酸素富化生理食塩水が、傷において一酸化窒素のレベルを高めることができると考えられる。一酸化窒素が、傷の治癒において成長因子、コラーゲン沈着、炎症、肥満細胞の移動、表皮肥厚、および脈管新生を調節する。さらに、一酸化窒素は、酸素によって調節される誘導酵素によって生成される。したがって、特定の理論に拘束され続けるつもりはないが、一酸化窒素は、これらの実験において見られるとおり傷治癒において役割を担うことができる。
【０２６４】
治癒中のブタの表皮は、１５〜２２日目に、酸素富化生理食塩水の群において、より早期の分化に直面した。肥満細胞の移動の場合にも、相違が、酸素富化溶液における早期および後期の移動において生じた。有糸分裂のレベルについての最終的な結果は、染色の困難ゆえに確認できなかった。
【０２６５】
ここで、図４５ａ〜４５ｈを参照すると、種々の図が、酸素富化した生理食塩水を使用し、あるいは使用しない場合のブタの表皮組織の傷の治癒結果を比較している。すなわち、コントロールの傷の治癒および酸素富化生理食塩水を使用した傷の治癒を、１、４、および１６日目について追った。図４５ａが、１日目のコントロールの傷について傷の治癒を示している。見て取ることができるとおり、傷が、表皮／真皮の厚肉化および輪郭の喪失を示している。図４５ｂは、酸素富化生理食塩水を使用して処置した傷について、１日目の傷の治癒を示している。傷が、通常の表皮／真皮の厚さを示しており、通常の輪郭は、新たな傷における典型である。
【０２６６】
次に、図４５ｃおよび４５ｄを参照すると、４日目のコントロールの傷の治癒、および４日目の酸素富化生理食塩水で処置された傷の治癒が示されている。図４５ｃに示したコントロールの傷においては、傷が、６００ミクロンの表皮の突起を示している。図４５ｄの酸素富化生理食塩水で処置された傷では、１２００ミクロンの表皮の突起が示されている。このように、実験の最初の４日において、酸素富化生理食塩水を用いて処置された傷において生成される表皮の突起は、酸素富化生理食塩水での処置を行わなかった傷と比べ、２倍の表皮成長速度を示している。
【０２６７】
次に、図４５ｅを参照すると、１６日目のコントロールの傷が示されている。傷が、図４５ｆに示した酸素富化生理食塩水で処置した傷に比べ、表皮／真皮の輪郭の喪失を伴うより分化していない表皮を示している。図４５ｆは、傷において、より分化した表皮およびより正常な表皮／真皮の輪郭を示している。
【０２６８】
このように、図４５ａ〜４５ｆに関して示されるとおり、酸素富化生理食塩水で処置した傷は、処理なしの傷に比べてはるかに大きな治癒特性を示しており、より通常な表皮／真皮の輪郭を有するより大きく分化した表皮を示している。
【０２６９】
実施例７
サイトカインプロフィール
混合リンパ球を、１人の健康なドナー志願者から得た。軟膜サンプルを、血小板を取り除くために標準的な手順に従って洗浄した。リンパ球を、本発明のガス富化流体または蒸留水（コントロール）のいずれかで希釈したＲＰＭＩ培地（＋５０ｍｍ  ＨＥＰＥＳ）中に、プレート１枚につき２×１０６の濃度でプレーティングした。細胞を、１マイクログラム／ｍＬのＴ３抗原または１マイクログラム／ｍＬのフィトヘムアグルチニン（ＰＨＡ）レクチン（ｐａｎ−Ｔ細胞アクチベータ）で刺激し、あるいは刺激しなかった（ネガティブコントロール）。２４時間の培養の後で、細胞を生存性についてチェックし、上清を抽出して冷凍した。
【０２７０】
上清を解凍し、遠心分離し、ＸＭＡＰ（登録商標）（Ｌｕｍｉｎｅｘ）ビーズ・ライト・プロトコルおよびプラットフォームを使用してサイトカインの発現について試験した。結果が、図４２に示されている。明らかに、ＩＮＦ−γのレベルが、Ｔ３抗原を有する本発明のガス富化培地において、Ｔ３抗原を有するコントロールの培地と比べてより高い一方で、ＩＬ−８は、Ｔ３抗原を有する本発明のガス富化培地において、Ｔ３抗原を有するコントロールの培地よりも低かった。さらに、ＩＬ−６、ＩＬ−８、およびＴＮＦ−アルファのレベルが、ＰＨＡを有する本発明のガス富化培地においては、ＰＨＡを有するコントロール培地よりも低い一方で、ＩＬ−１ｂのレベルは、ＰＨＡを有するコントロール培地と比べたときに、ＰＨＡを有する本発明のガス富化流体においてより低かった。本発明のガス培地のみでは、ＩＦＮ−γのレベルが、コントロール培地よりも高かった。
【０２７１】
２００万個の細胞を、本発明の酸素富化流体（水）（ウェル１、３、および５）または蒸留水（ウェル２、４、および６）のいずれかを有するフルＲＰＭＩ＋５０ｍｍ  Ｈｅｐｅｓ中で、２４ウェルのプレートの６つのウェルにプレーティングした（１０×のＲＰＭＩを水中で希釈し１×を生成）。細胞を、１μｇ／ｍｌのＴ３抗原（ウェル１および２）またはＰＨＡ（ウェル３および４）で刺激した。コントロールのウェル５および６については、刺激を行わなかった。２４時間後に、細胞を生存性についてチェックし、上清を回収して冷凍した。次に、上清を解凍し、８，０００ｇで回転させて小球にした。この浄化した上清を、列挙のサイトカインについてＬＵＭＩＮＥＸ  ＢＥＡＤ  ＬＩＴＥプロトコルおよびプラットフォームを使用してアッセイした。数値データが、表１に示されており、対応する棒グラフが、図４２に示されている。
【０２７２】
【表４】
0005595041.tif 000007
実施例８
シュードモナスの阻害、プレート
本発明のガス富化生理食塩水を適用することで、シュードモナスの成長が抑えられる。これらの試験は、本発明の酸素富化生理食塩水を使用して実行した。
【０２７３】
シュードモナスの２つの試験株（ＡＴＣＣ登録番号１０１４５およびＡＴＣＣ登録番号２７８５３）を、新鮮な２４時間の培養からＭｃＦａｒｌａｎｄ  １の濃度（１ｍＬにつき約３×１０８個の微生物）へと調製した。一定量（１ｍＬ）の細菌のそれぞれを、ＴＳＢ培養液１部および無菌生理食塩水９部から作成した９ｍｌの培養液−生理食塩水における１０倍希釈へと連続的に希釈した。試験した細菌濃度は、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、および１０２であった。ネガティブコントロールチューブ（細菌も、本発明のガス富化流体もなし）を作成した。ポジティブコントロールチューブ（ガス富化流体を含まず、生理食塩水および上記６つの細菌濃度のそれぞれを含んでいる）を、それぞれの細菌株の試験のためのチューブの各セットに含めた。
【０２７４】
それぞれの細菌株の１０倍希釈物を使用して、３６本のチューブからなるセットを以下のように接種した：
６本のチューブに、希釈物のそれぞれを１ｍＬずつ入れ、次いでそれぞれのチューブへと、試験用のそれぞれのガス富化流体を４ｍＬだけ加えた（総量は５ｍＬになる）。ガス富化流体を、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、および生理食塩水と標記した。ポジティブコントロールが、生理食塩水であり、これを基準に、残りのすべてのチューブの増殖を測定した。
【０２７５】
それぞれのシュードモナス種についての３６本のチューブからなるそれぞれの実験セットのすべてのチューブを、３５℃での初期の培養後の２４時間の期間において２時間間隔で連続的に測定した。各セットの読み取りの間、チューブを培養を続けるべく３５℃に戻した。読み取りは、ＯＤ５４０に設定した較正済みの分光光度計を使用して実行した。
【０２７６】
これらの試験の結果は、本発明のガス富化流体が、試験対象の両方の株に関して、３５℃での培養の開始後の４〜１２時間の間およびさらに後（１６〜２４時間）で、いくつかの細菌希釈物においてシュードモナス株を積極的に阻害することを示している。
【０２７７】
具体的には、最高の陽性の阻害が、３０または５０の濃度において、両方の株について、１６〜２４時間の間に観察された。陽性の阻害は、試験溶液の濃度および試験対象の細菌サンプルの濃度に応じてわずかに変化している。
【０２７８】
【表５】
0005595041.tif 000008
実施例９
シュードモナスの阻害についてのＭＩＣの検討、チューブ
２倍希釈物における最小阻止濃度（ＭＩＣ）試験溶液を、ＴＳＢ培養液１部およびＣＦＵ−ＮＳ４部から作成された培養液−生理食塩水混合物のベースにおいて作成した。ネガティブコントロールチューブ（細菌もガス富化流体も含んでいない）およびポジティブコントロールチューブ（ガス富化流体を含んでおらず、細菌を含んでいる）を、試験対象チューブの各組に含めた。流体希釈物は、それぞれ、５０、２５、１２．５、６．２５、３．１２、１．５５、および０．７ｐｐｍとした。それぞれの細菌株についてのチューブの作成後に、２つの溶液からのサンプルについてｐＨを測定した。ＣＦＵガス富化流体のｐＨが、約６．８〜７．２である一方で、ＣＦＵ−ＮＳは、約ｐＨ６．２であった。
【０２７９】
１８時間にわたる３５℃でのカバーされたチューブの２組の作成の後で、すべてのチューブを視覚的に検査したところ、それぞれのセットにおいて５０と標記された第１のチューブが増殖を見せておらず、他のすべてのチューブ（ネガティブコントロールチューブは除く）が、控えめな増殖を示していることが明らかになった。
【０２８０】
５０と標記され、上記ＭＩＣ研究からの視覚的検査において増殖を見せていなかったチューブを、さらに最小殺菌濃度（ＭＢＣ）について試験した。サンプルを、容量０．１ｍＬの無菌の較正済みの使い捨てループを使用してこれら２つのチューブのそれぞれから採取し、問題の細菌の増殖または増殖の阻害を検出するために、ＢＡプレート上に速やかに画線接種した。３５℃での１８時間の培養の後で、視覚的には増殖が見られないそれぞれのチューブ（ＡＴＣＣ  １０１４５からのチューブ５０およびＡＴＣＣ  ２７８５３からのチューブ５０）から採取した試料が、どちらもＢＡプレート上に画線接種およびプレーティングしたときにきわめて高いレベルの増殖を示した。コロニーの数は、多すぎてカウントできなかった。すなわち、チューブ５０のガス富化流体において、増殖のわずかな遅延が経験された。
【０２８１】
実施例１０
シュードモナスの阻害、包帯
アクアセルの包帯を、シュードモナス株ＡＴＣＣ受託番号１０１４５およびＡＴＣＣ受託番号２７８５３に対して、乾燥ならびに試験流体５２（ｐＨ７．２〜７．８）、５０（ｐＨ６．０〜６．２）、４２（ｐＨ７．２）、３４（ｐＨ７．２）、２５（ｐＨ６．８）、および１０（ｐＨ６．２）、あるいは生理食塩水（ｐＨ６．２）のいずれかで濡らして試験した。最初に包帯へとガス富化試験流体または生理食塩水を適用（０．４ｍＬ）した後で、１２時間後に２度目の適用（０．２５ｍＬ）を行った。
【０２８２】
結果から、シュードモナスＡＴＣＣ登録番号１０１４５を播種した３つのプレートへと適用された無菌２５流体で処理した３つの包帯片（１ｃｍ角）のうちの１つの周囲に、３〜４ｍｍの明確な阻害領域が見られ、シュードモナスＡＴＣＣ登録番号２７８５３を播種した３つのプレートのうちの１つへと適用された無菌２５流体で処理した３つの包帯片（１ｃｍ角）のうちの１つの周囲に、３〜４ｍｍの明確な阻害領域が見られた。両方の株上の乾燥包帯の２辺に、明確な１〜２ｍｍ未満の阻害領域が存在した。他の試験包帯およびコントロール包帯の周囲では、阻害領域が検出されなかった。
【０２８３】
実施例１１
微生物阻害、包帯
血液寒天プレートを使用し、創傷包帯として、Ｐｒｏｍｏｇｒａｍ  Ｐｒｉｓｍａのマトリクス包帯（Ａ）およびハイドロファイバー包帯（Ｂ）を使用した。無菌の包帯を、３．０×１０８／ｍＬというＭｃＦａｒｌａｎｄ等価の濁度基準の細胞密度の２４時間の培養からの微生物によって試験した。
【０２８４】
試験微生物は、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、緑膿菌、大腸菌、およびカンジダ・アルビカンスとした。
【０２８５】
それぞれの種類の包帯を、約０．８ｍＬのガス富化流体または生理食塩水で濡らし、約３０分にわたって放置した。乾燥包帯を、コントロールとして使用した。次いで、プレートを２４時間にわたって増殖させ、結果を記録した。
【０２８６】
細胞プレートにおいて見たとき、ハイドロファイバー包帯（Ｂ）は、乾燥か、あるいはいずれかの流体で濡らしたかにかかわらず、試験微生物の増殖に対して効果を有していなかった。ガス富化流体で濡らしたＰｒｉｓｍａの包帯（Ａ）は、黄色ブドウ球菌のコロニーにおいて部分的な阻害の領域を示し、表皮ブドウ球菌について１ｍｍの阻害領域を示し、シュードモナスについて、２〜３ｍｍの阻害領域と、さらに外へと２〜３ｍｍ広がる追加のハロー効果を示し、カンジダについて２ｍｍの阻害領域を示し、大腸菌については効果を示さなかった。
【０２８７】
乾燥のコントロールハイドロファイバー包帯（Ａ）は、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、およびシュードモナスについて、２〜３ｍｍの阻害領域を有し、大腸菌およびカンジダについて、突破コロニーが観察される約１〜２ｍｍの部分的な阻害を有していた。
【０２８８】
生理食塩水のコントロールハイドロファイバー包帯（Ａ）は、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、およびシュードモナスについて、２ｍｍの部分的な阻害領域を示した。コロニーの大腸菌およびカンジダ試験株への増殖が観察された。
【０２８９】
実施例１２
トブラマイシンによるＭＩＣ／ＭＢＣ試験
本発明のガス富化流体を、３つのシュードモナス株ＰＡ０１、ＰＡ１４、およびＰＡ  Ｋに対して無作為に試験した。それぞれの細菌培養物を、ＭｃＦａｒｌａｎｄ  １の濃度（１ｍＬにつき約３×１０８個の微生物）に新鮮な２４時間の培養物から作成した。次いで、それぞれの細菌サンプル（１ｍＬ）を、ＭＨ培養液１部および無菌の生理食塩水９部から作成した９ｍｌの培養液−生理食塩水混合物への１０倍希釈物に連続的に希釈した。試験した細菌濃度は、１０５、１０４、１０３、および１０２であった。ネガティブコントロールチューブ（細菌も、ガス富化生理食塩水も、トブラマイシンも含まない）、ならびにポジティブコントロールチューブ（試験細菌濃度および生理食塩水を含むが、トブラマイシンおよびガス富化流体を含まない）を、試験溶液と横並びで試験した。細胞を３５℃で培養した。結果が、下記の表６に示されている。せん断生理食塩水は、本発明のガス富化拡散装置に通されているが、流体にガスは加えられていない。
【０２９０】
【表６】
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図４３に示される試験結果は、脱イオン水、本発明の酸素富化流体、ならびに生理食塩水を用いた、シュードモナス増殖阻害の試験結果を示す。
【０２９１】
実施例１３
角膜線維芽細胞の増殖
無菌のガス富化水（約５０ｐｐｍの酸素含有量を有している）または標準的な無菌の脱イオン水を、細胞培養液の作成に使用した。ヒト角膜実質線維芽細胞株を、１ｃｍ２につき１×１０５個の細胞という密度で２４ウェルの組織培養プレートにプレーティングし、細胞を、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．製の標準的な生／死アッセイを使用して生存能力について試験した。生存能力試験を、培養液を１日に２回交換しつつ連続的な培養の１または３日目に行った。生きている細胞および生きていない細胞を、各ウェルの１０の無作為な２０倍視野（０．２ｍｍ２面積／視野）において数えた。次いで、死細胞の割合を計算した。本発明のガス富化培養液中の細胞においては、標準的な培地に比べて死細胞がより少なかった。結果が、図５０に示されている。
【０２９２】
実施例１４
ＤＮＡの耐熱性
本発明の酸素富化水の一実施の形態におけるＴ７  ＤＮＡオリゴヌクレオチドの耐熱性を、富化なしの脱イオン水と比較した。水の温度が上昇するにつれ、ＤＮＡが、構造変化を受け、「溶解」する。図３８に示されているように、ＤＮＡオリゴヌクレオチドが、コントロール（脱イオン水）においては摂氏約５０°で変性し始めるのに対し、酸素富化した本発明の流体内のＤＮＡオリゴヌクレオチドは、摂氏約６０°まで変わらないままである。実際、公知の熱力学原理およびオリゴのＧ−Ｃ／Ａ−Ｔ含有量にもとづくと、Ｔ７プライマーの「溶解」温度は、約４７．７℃になると推定される。このように、本発明の酸素富化流体は、ＤＮＡにより高い耐熱性を付与し、コントロールの流体と比べて異なる構造変化および変性の温度をもたらす。
【０２９３】
実施例１５
ピロガロール反応性試験
一定の分量の本発明の酸素富化水を、市販の西洋わさびペルオキシダーゼおよびピロガロール・アッセイ（Ｓｉｇｍａ）を使用することによって、ペルオキシダーゼ活性について試験した。要約すると、ピロガロール原液を、脱イオン水で作成した。ピロガロールは、基質（過酸化水素または他の電子受容体など）と反応してプルプロガリンおよび水をもたらすため、流体についての西洋わさびペルオキシダーゼ酵素のペルオキシダーゼ活性の指標である。西洋わさびペルオキシダーゼ、ピロガロール、および適切なリン酸カリウム緩衝液を含む試験流体を、他の流体と比較した。過酸化水素を、ポジティブコントロールとして使用した。試験した他の流体が、所望の溶存酸素レベルに達するように１００ｐｓｉまで圧力ポットにおいて酸素化および加圧した水である（圧力ポット）一方で、別の流体を、開放ビーカーでエアーストーンによって酸素化した（微細気泡）。試験対象のすべての流体を室温に維持し、約５５ｐｐｍの溶存酸素レベルを（ＦＯＸＹプローブで）測定した。
【０２９４】
反応を、連続的な分光光度法によるレートの測定にて、摂氏２０°、ｐＨ６．０、１ｃｍの光路、Ａ４２０ｎｍにて、実行した。
【０２９５】
試薬は、以下のとおりであった：
・１００ｍＭのリン酸カリウム緩衝液、ｐＨ６．０、摂氏２０°
・５％（ｗ／ｖ）のピロガロール溶液
・低温緩衝液内の０．４〜０．７単位／ｍＬのペルオキシダーゼ酵素（新たに作製）。
【０２９６】
試験サンプルは、２．１０ｍＬの本発明の流体、０．３２ｍＬの緩衝液、および０．３２ｍＬのピロガロール、ならびに０．１０ｍＬの酵素溶液を含んでいた。コントロールサンプルは、２．１０ｍＬの本発明の流体、０．３２ｍＬの緩衝液、０．３２ｍＬのピロガロール、および試験サンプルと同等の量にするために加えられた追加の０．１０の緩衝液を含んでいた。反応物を、反転によって速やかに混ぜ、約６分間にわたってＡ４２０ｎｍにおける増加を記録した。試験溶液が０．５０％（ｗ／ｖ）の過酸化水素である場合、１単位が、摂氏２０°のｐＨ６．０において２０秒でピロガロールから１．０ｍｇのプルプロガロンを形成するであろう。プルプロガロン単位は、摂氏２５°において１分につき約１８μＭ単位に等しい。したがって、３．００ｍＬの反応混合物において、最終的な濃度は、１４μＭのリン酸カリウム、０．２７％（ｗ／ｗ）の過酸化水素、０．５％（ｗ／ｖ）のピロガロール、および０．０４〜０．０７単位のペルオキシダーゼである。
【０２９７】
図３９Ａ〜３９８Ｅに示されるとおり、本発明の酸素富化流体が、ピロガロールによる西洋わさびペルオキシダーゼとの反応性について陽性の試験結果を示し、電子受容体の存在を示しているのに対し、圧力ポットおよび微細気泡の水サンプルは、はるかに低い反応性であった。さらに、窒素またはアルゴンを含むガス富化流体は反応しなかったので、図３９Ｅに示されるように、酸素は、西洋わさびペルオキシダーゼの存在下でのピロガロールとの反応に必要とされる。
【０２９８】
本明細書に記載のとおり、過酸化水素の存在についていくつかの化学試験を実行したが、それらの試験のいずれも、陽性ではなかった。したがって、本出願の進歩的な酸素富化流体は、過酸化水素の非存在下で、ペルオキシダーゼ活性をもたらしている。
【０２９９】
さらに、結果は、パーツ・パー・ミリオンまでの感度の試験ストリップ、または、比色定量アンプル（ＣｈｅｍＭｅｔｒｉｃｓ、０．１ｐｐｍまでの感度）のいずれかによる、過酸化水素の存在についての試験が、過酸化水素の検出可能な存在はないことを明らかにしたことを示した。
【０３００】
したがって、本発明のガス富化流体には検出可能な過酸化水素は存在しない一方で、ガス富化流体は、西洋わさびペルオキシダーゼの存在下でピロガロールと反応する。
【０３０１】
実施例１６
グルタチオンペルオキシダーゼの検討
本発明の酸素富化流体を、標準的なアッセイ（Ｓｉｇｍａ）を使用してグルタチオンペルオキシダーゼとの反応性を試験することによって、過酸化水素の存在について試験した。要約すると、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素のカクテルを、脱イオン水および適切な緩衝液で構成した。水サンプルを、酵素試薬を加えることによって試験した。連続的な分光光度法によるレートの測定を、Ａ３４０ｎｍおよび室温（摂氏２５°）において行った。試験したサンプルは、１．脱イオン水（ネガティブコントロール）、２．低濃度の本発明の酸素富化流体、３．高濃度の本発明の酸素富化流体、４．過酸化水素（ポジティブコントロール）であった。図４０に示されるとおり、過酸化水素（ポジティブコントロール）が、強力な反応性を示した一方で、試験した他の流体はいずれも、グルタチオンペルオキシダーゼと反応することはなかった。
【０３０２】
実施例１７
ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質（ＭＯＧ）
図５２に示されているように、ＭＯＧ抗原ペプチドに応答してのリンパ球の増殖は、本発明のガス富化流体の存在下で培養されたとき、加圧による酸素化流体（圧力ポット）または脱イオンコントロール流体と比べて向上した。すなわち、本発明のガス富化流体は、細胞を前もってプライムした抗原に対するリンパ球増殖反応を増幅する。
【０３０３】
公知のマウス配列に相当するミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質ペプチド３５−５５（ＭＯＧ  ３５−５５）（Ｍ−Ｅ−Ｖ−Ｇ−Ｗ−Ｙ−Ｒ−Ｓ−Ｐ−Ｆ−Ｓ−Ｒ−Ｏ−Ｖ−Ｈ−Ｌ−Ｙ−Ｒ−Ｎ−Ｇ−Ｋ）（配列番号２）を合成した。次に、５×１０５の脾臓細胞を、前もってＭＯＧを接種したＭＯＧ  Ｔ細胞受容体遺伝子組み換えマウスから取り出し、本発明のガス富化流体、加圧酸素化水（圧力ポット水）、またはコントロール脱イオン水で再構成した０．２ｍｌのＴＣＭ流体で培養した。脾細胞を、それぞれ４８または７２時間にわたってＭＯＧ  ｐ３５−５５とともに培養した。培養物を、１Ｃｉの［３Ｈ］−チミジンでパルスし、１６時間後に回収した。［３Ｈ］チミジンの取り込みの平均のｃｐｍを、３つの培養物において計算した。結果が、図５２に示されている。
【図１】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
0005595041.tif 000049
【図３９Ｂ】
0005595041.tif 000050
【図３９Ｃ】
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【図３９Ｄ】
0005595041.tif 000052
【図３９Ｅ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
0005595041.tif 000057
【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４５Ｃ】
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【図４５Ｄ】
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【図４５Ｅ】
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【図４５Ｆ】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【配列表】
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