(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、粉末をエアロゾル化する加圧ガス源とを備えた形式の、粉末薬剤をエアロゾル化する装置であって、
加圧シリンダと、
シリンダ内で摺動可能なピストンと、
シリンダと連通した逃がし弁と、
ピストンに作動連結されたハンドル、及び弁を閉鎖する手段を備えたハンドルアセンブリとを有しており、ハンドルの移動によって弁が閉鎖されると共に、ピストンがシリンダ内で軸方向に移動して加圧ガスを発生するようにしたことを特徴とする装置。
【請求項２】
逃がし弁は、弁ポペットに連結された弁棒を備えており、弁を閉鎖する手段は、ハンドルがハウジングから半径方向外向きに移動する時、弁を閉鎖するように弁棒を移動させるローラカムを弁棒に隣接して設けており、ハンドルアセンブリはさらに、オーバセンタ位置へ移動することによってローラカムを弁棒に当接保持して弁を閉鎖状態に保持するトグルリンクと、ハンドルとピストンとの間のリンクとを備えており、ハンドルをハウジングに対して半径方向外向き及び半径方向内向きに移動させる時、リンクがピストンをシリンダ内で格納位置と加圧位置との間で往復移動させるようにしており、さらに、トグルリンクがオーバセンタ位置へ移動するまで、ハンドルの半径方向内向き移動を阻止する、ラチェット及び爪を備えたインターロック手段を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項３】
さらに、ローラカムをオーバセンタ位置から移動させることによって弁を開放させる解除ボタンを有しており、シリンダは、ピストンが格納位置へ移動した時に空気がシリンダに流入できるようにする一方向弁を備えており、ハンドルアセンブリは、ハンドルをハウジングに取り付ける４つのリンクを備えており、ハンドルは、ほぼ一定の力でハウジングに対して半径方向外向き及び半径方向内向きに移動できるようにしたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
【請求項４】
粉末薬剤はレセプタクル内に収容されており、さらに、入口端部、出口端部及びその間に延在した内孔を備えた供給管を有しており、入口端部をレセプタクルに挿入することによって、逃がし弁から出た圧縮ガスが出口端部付近を通過するように流れて、レセプタクルからの粉末は管を通って抜き出されて流動圧縮ガス内に分散されることによってエアロゾルを形成することができるようにしており、さらに、レセプタクルのアクセス表面に少なくとも１つの穴を穿孔し、また同時に供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する手段を有しており、穿孔手段は、一対の尖ったタブを備えており、各タブは、それがレセプタクルのアクセス表面を穿孔する時、アクセス表面に対して斜めになる角度に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
【請求項５】
さらに、レセプタクルを穿孔手段に対して接離する方向に往復移動させる手段を有しており、移動手段は、供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する時にレセプタクルを適当な位置に固定するオーバセンタリンクを備えており、さらに、供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する間、レセプタクルを穿孔手段に対して好適な向きに整合させる位置決めピンを有していることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
【請求項６】
穿孔可能なアクセス表面を備えたレセプタクル内に保持された粉末をエアロゾル化する装置であって、
ハウジングと、
加圧ガス源と、
ハウジングに取り付けられた捕獲室と、
ハウジング内に保持されており、レセプタクルのアクセス表面を穿孔すると共に、加圧ガスを受け取って、粉末をレセプタクルから捕獲室内へ引き込むトランスジェクタアセンブリとを有し、
さらに、このトランスジェクタアセンブリは、直接的にガス源からガスを受け取って、粉末を、他の部分を通過させることなく、直接的に捕獲室へ送るようになっており、さらに、トランスジェクタアセンブリとハウジングとの間に接合部シールを設けて、これによって加圧ガスを、ほとんど損失することなく、ハウジングからトランスジェクタアセンブリへ送ることができるようにしており、接合部シールはトランスジェクタアセンブリの中心軸線に対して傾斜していることを特徴とする装置。
【請求項７】
さらに、トランスジェクタとレセプタクルとの間にシールを形成するレセプタクルシールを有しており、トランスジェクタアセンブリは、所定の向きでハウジングに繰り返し受け取られるようにキーを備えており、捕獲室はハウジング上に軸方向に摺動可能であり、これによって捕獲室は、ハウジングをほぼ覆う収縮位置か、エアロゾル化粉末を受け取る囲い部を形成する伸張位置を取ることができ、さらに、ハウジング内の少なくとも１つのデテントピンと、捕獲室内の少なくとも１つのノッチとを有しており、捕獲室が配備位置にある時、デテントピンがノッチにはまるようにしたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
【請求項８】
捕獲室はさらに口金を備えており、さらに、口金の上方に取り外し可能に保持されたキャップと、キャップ及び口金間のシールとを有していることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
【請求項９】
エアロゾル化装置のハウジングの開口に収容される、粉末薬剤を保持するレセプタクルであって、
穿孔可能なアクセス表面を備えたレセプタクル本体と、
レセプタクル本体から延びているタブとを有しており、レセプタクル本体は、タブの少なくとも一部分がハウジングの外に出たままの状態で開口に受け取られるようにしたことを特徴とするレセプタクル。
【請求項１０】
タブは、エアロゾル化装置の整合ピンを受け取るキー穴を備えていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載のレセプタクル。
【請求項１１】
粉末を流動ガス流内に混入して懸濁させる形式の、粉末薬剤をエアロゾル化する方法であって、
加圧シリンダを備えたハウジングと、シリンダ内を摺動可能なピストンと、シリンダと連通した逃がし弁と、ピストンを軸方向に移動させると共に、逃がし弁を閉鎖するハンドルとを組み合わせる段階と、
ハンドルをハウジングから離れる方向へ移動させることによって、ピストンをシリンダ内で格納位置へ軸方向移動させると共に、逃がし弁を閉鎖する段階と、
ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻すことによって、ピストンを加圧位置へ移動させて加圧ガスを生成する段階と、
弁を開放して加圧ガスを急激に放出する段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
さらに、逃がし弁が閉鎖されるまで、ハウジングの方向へのハンドルの移動を阻止する段階と、ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻す間、逃がし弁を閉鎖位置に保持する段階とを有しており、ハンドルは、ハウジングにほぼ平行な状態でハウジングに対して接離する方向に移動し、さらに、ガスを加圧する時にハンドルをハウジングの方へ移動させる時、ほぼ一定の力を与える段階を有することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、放出ガス内で懸濁している粉末を捕獲室内へ導入し、同時に所定量のガスを捕獲室から流出させる段階と、加圧ガスを受け取って粉末をエアロゾル化するトランスジェクタアセンブリを組み合わせる段階と、清掃のためにトランスジェクタをハウジングから定期的に取り外す段階とを有することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、薬剤を保持するための穿孔可能な蓋を備えたレセプタクルを準備する段階と、トランスジェクタアセンブリが蓋を貫通するまで、レセプタクルをトランスジェクタアセンブリの方へ移動させる段階と、トランスジェクタが既知の予定位置で蓋を貫通するように、レセプタクルをトランスジェクタの方へ案内する段階と、弁が開放されるまで、トランスジェクタアセンブリが蓋を貫通している状態でレセプタクルを保持する段階とを有することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の改良方法。
【請求項１５】
粉末薬剤をエアロゾル化する方法であって、
粉末薬剤を内部に保持するレセプタクル本体と、レセプタクル本体から延びているタブとを備えたレセプタクルを準備する段階と、
開口を備えたハウジングに１つのレセプタクルを、レセプタクル本体が開口にはまって、タブの少なくとも一部分がハウジングの外部に残るようにして挿入する段階と、
レセプタクル本体を穿孔して、吸入できるガス流内に粉末薬剤を抜き出す段階と、
タブを引くことによって、レセプタクルをハウジングから取り除く段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
ハウジングは、粉末支持ガス流を収容する往復移動可能な捕獲室を備えており、さらに、レセプタクルを挿入する前に、室を配備させる段階を有しており、室の配備によって開口が露出するようになっており、またレセプタクルを取り除くまで、室を格納させることができないようにしたことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。
【請求項１７】
ハウジングと、粉末薬剤をエアロゾル化する加圧ガス源とを備えた形式の、粉末薬剤をエアロゾル化する装置であって、
加圧シリンダと、
シリンダ内で摺動可能なピストンと、
シリンダと連通した逃がし弁と、
ピストンに作動連結されたハンドル、及び弁を閉鎖する手段を備えたハンドルアセンブリとを有しており、ハンドルの移動によって弁が閉鎖されると共に、ピストンがシリンダ内で軸方向に移動して加圧ガスを発生するようにしたハンドル・アセンブリとを有し、
前記ハンドルアセンブリは、ハンドルをハウジングに取り付ける４つのリンクを備えており、ハンドルは、ほぼ一定の力でハウジングに対して半径方向外向き及び半径方向内向きに移動できるようにしたことを特徴とする装置。
【請求項１８】
粉末を流動ガス流内に混入して懸濁させる形式の、粉末薬剤をエアロゾル化する方法であって、
加圧シリンダを備えたハウジングと、シリンダ内を摺動可能なピストンと、シリンダと連通した逃がし弁と、ピストンを軸方向に移動させると共に、逃がし弁を閉鎖するハンドルとを組み合わせる段階と、
ハンドルをハウジングから離れる方向へ移動させることによって、ピストンをシリンダ内で格納位置へ軸方向移動させると共に、逃がし弁を閉鎖する段階と、
一定の抵抗力に抗して、ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻すことによって、ピストンを加圧位置へ移動させて加圧ガスを生成する段階と、
弁を開放して加圧ガスを急激に放出する段階と、
ガスを加圧する際に前記一定の抵抗力を供給する段階を有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
粉末を流動ガス流内に混入して懸濁させる形式の、粉末薬剤をエアロゾル化する方法であって、この方法は、
加圧シリンダを備えたハウジングと、シリンダ内を摺動可能なピストンと、シリンダと連通した逃がし弁と、ピストンを軸方向に移動させると共に、逃がし弁を閉鎖するハンドルとを組み合わせる段階と、
ハンドルをハウジングから離れる方向へ移動させることによって、ピストンをシリンダ内で格納位置へ軸方向移動させると共に、逃がし弁を閉鎖する段階と、
ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻すことによって、ピストンを加圧位置へ移動させて加圧ガスを生成する段階と、
弁を開放して加圧ガスを急激に放出する段階と、
を有しており、
前記加圧ガスを受けて前記粉末をエアロゾル化するトランスジェクタアセンブリをさらに設け、かつ清掃のため定期的に前記トランスジェクタアセンブリが前記ハウジングから取り外し可能に構成されていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
背景技術
１．発明の分野
本発明は、薬剤を肺に投与する方法及び装置に関する。特に本発明は、患者が吸入できるように乾燥粉末薬剤を分散させる方法及び装置に関する。
患者への効果的な投与は、うまくいく薬剤治療の重要な特徴である。様々な投与経路があり、それぞれに長所と短所がある。丸薬、カプセル、エリキシル剤等の経口投与がおそらく最も便利な方法であるが、多くの薬剤は、吸収される前に消化管内で劣化する。そのような劣化は、消化管内のタンパク質分解酵素によって急速に劣化する最近のタンパク質薬剤で特に問題になる。皮下注射が、タンパク質の投与を含む全身薬剤投与用の効果的な方法であることが多いが、患者にあまり受け入れられない。インシュリンのような薬剤を毎日１回または複数回注射することは、患者が遵守しない原因になることが多いので、経皮、鼻腔、直腸、膣及び肺投与を含む様々な変更投与方法も開発されている。
本発明に特に関係する薬剤肺投与は、分散またはエアロゾル薬剤を患者が吸入することによって、分散剤内の有効薬剤が肺の先端（肺胞）領域に到達できるようにするものである。一定の薬剤は、肺胞領域から直接的に血液循環系に容易に吸収されることがわかっている。肺投与は、他の投与経路では投与が困難であるタンパク質及びポリペプチドの投与に特に有望である。そのような肺投与は、肺の疾患を処置するための全身投与及び局部投与の両方に効果的である。
肺薬剤投与（全身及び局部の両方を含む）自体は、液体ネブライザ、服用量計測吸入器（ＭＤＩ）及び乾燥粉末分散装置を含む様々な方法で行うことができる。乾燥粉末分散装置は、乾燥粉末として容易に製剤化できるタンパク質及びポリペプチド薬剤の投与に特に有望である。他の多くの不安定なタンパク質及びポリペプチドは、それだけか、適当な粉末キャリヤと組み合わせて凍結乾燥またはスプレー乾燥粉末として安定的に保管することができる。しかし、タンパク質及びポリペプチドを乾燥粉末として投与できることは、一定の観点で問題がある。多くのタンパク質及びポリペプチド薬剤の投与量が重要であることが多いため、乾燥粉末投与装置は予定量の薬剤を正確かつ厳密に（繰り返し）投与できることが必要である。さらに、多くのタンパク質及びポリペプチドは非常に高価で、一般的に１投与量当たりのコストが従来の薬剤より何倍も高い。このため、薬剤の損失量を最低限に抑えて乾燥粉末を肺の目標領域へ効果的に投与できることが重要である。乾燥粉末内に存在する粉末団粒を患者の吸入前に十分に破砕することによって、効果的な全身吸収または他の肺投与を確保することがさらに望ましい。
乾燥粉末薬剤の肺投与の特に有望な方法は、ポンプまたは他の加圧ガス源を備えた手持ち式装置を用いるものである。所定量の加圧ガスを粉末分散装置、例えばベンチュリ管から急速放出して、分散粉末を患者が吸入できるようにする。多くの点で好都合であるが、そのような手持ち式装置は他の多くの点で問題がある。投与される粒子は非常に細かく、一般的に１μｍ〜５μｍの粒径であり、粉末の取り扱い及び分散が困難になる。そのような装置では使用できる加圧ガスが比較的少量である、一般的に２０〜１５０ｐｓｉｇで２ｍｌ〜２５ｍｌであることによって、問題が深刻になる。特に、ベンチュリ管分散装置は、少量の圧縮ガスしか使用できない時には難分散性粉末に適さない。さらに、ベンチュリ管分散装置は粉末入口オリフィスが非常に小さいため、肺投与用に用いられる粉末で詰まりやすい。手持ち式及び他の粉末投与装置に求められる別の要求事項は、投与剤を高濃度にすることである。全部を投与するために必要な呼吸の回数及び各呼吸の量の両方またはいずれか一方を減少させるために、一回分のガス内での薬剤濃度を比較的高くすることが重要である。十分な分散と少量での分散の両方を達成できることが、重要な技術的課題である。
従って、乾燥粉末タンパク質、ポリペプチド、及び上記目的の一部または全てに適合する他の薬剤の分散を行う方法及び装置を提供することが望まれる。
２．背景技術の説明
薬剤用の乾燥粉末分散装置は多くの特許に記載されている。米国特許第３，９２１，６３７号は、粉末薬剤の１つのカプセルに突き刺す針を備えた手動式ポンプを記載している。薬剤用の多数レセプタクル付きディスクまたはストリップを使用することが、ヨーロッパ特許第４６７１７２号（これでは、往復移動可能な穿孔機構を用いてブリスタパックの両面を穿孔する）、ＷＯ９１／０２５５８、ＷＯ９３／０９８３２、ＷＯ９４／０８５２２、米国特許第４，６２７，４３２号、第４，８１１，７３１号、第５，０３５，２３７号、第５，０４８，５１４号、第４，４４６，８６２号及び第３，４２５，６００号に記載されている。単一投薬カプセルの穿孔を説明する他の特許として、第４，３３８，９３１号、第３，９９１，７６１号、第４，２４９，５２６号、第４，０６９，８１９号、第４，９９５，３８５号、第４，８８９，１１４号及び第４，８８４，５６５号と、ヨーロッパ特許第４６９８１４号がある。ＷＯ９０／０７３５１は、浮動（ルーズ）粉末タンパクを備えた手持ち式ポンプ装置を記載している。
工業用で非常に高速の乾燥粉末音速分散器が、米国メリーランド州のアバディーン実験場のケミカルズ・システムズ・ラボラトリーの１９８３年３月１４〜１６日の煙及びえん蔽物用分散技術に関するセミナーで提示されたウィッサム(Witham)及びゲイツ(Gates)の「音速ノズルを備えた乾燥分散器」に記載されている。
吸引階段及び射出段階を備えた空気圧粉末イジェクタが、米国特許第４，８０７，８１４号に記載されている。この装置は、軸方向ガスベンチュリ管と側方粉末入口とを備えている。
ピットマン(Pittman)及びメーソン(Mason)（１９８６年）の固体処理会議の論文Ｃ４のＣ−４１〜Ｃ−５１ページは、ベンチュリ絞りの上流側に環状空気入口を備えたイジェクタノズル（図２）を記載している。
ＳＵ６２８９３０（アブストラクト）は、軸方向空気流通管を備えた手持ち式粉末分散器を記載している。
ＳＵ１００３９２６（アブストラクト）は、ガス熱被覆インジェクタを記載している。
ニューヨークのコンサツタンツ・ビューロのケミカル＆ペトローリアム・エンジニアリングのビュブリック(Bubrik)及びツェロンキナ(Zhelonkina)（１９７８年）の「空気圧搬送システム用のイジェクタフィーダ」は、幾つかのイジェクタ構造の効率の違いを記載している。
ツォラブ(Zholab)及びコファル(Koval)（１９７９年）のポロシュコバヤ・メタルーギヤ(Poroshkovaya Metallurgiya)６：１３−１６は、粒径に対するイジェクタ構造の影響を記載している。
ボーネット(Bohnet)（１９８４年）のパウダー・テクノロジーの３０２〜３１３ページの「ガス／固体インジェクタの計算及び設計」は、従来のインジェクタ構造を論じている。
フォックス(Fox)及びウェスタワグ(Westawag)（１９８８年）の１９８８年３月のパウダー＆バルク・エンジニアリングの３３〜３６ページは、ベンチュリ絞りの上流に環状空気入口管を備えたベンチュリエダクタを記載している。
オランダ特許第７７１２０４１号（アブストラクト）は、吸気を発生して分離器内に粉末を引き込むイジェクタポンプを開示している。
ヨーロッパ特許第３４７，７７９号は、折り畳み式膨張室を備えた手持ち式粉末分散器を記載している。
ヨーロッパ特許第４９０，７９７号は、分散ノズルを支持しているばね式ピストンを備えた手持ち式粉末分散器を記載している。
米国特許第３，９９４，４２１号は、折り畳み式減速室を備えた手持ち式粉末分散器を記載している。
バイロン(Byron)及びパットン(Patton)（１９９４年）のＪ．エアロゾル  Ｍｅｄ．７：４９−７５に肺薬剤投与が記載されている。
発明の概要
本発明は、正確で、繰り返し可能な投与量の粉末薬剤を効果的に肺に投与する方法及び装置を提供する。本発明は、タンパク質、ポリペプチド及び多核酸薬等の高価な生物薬剤の投与に特に有効であるが、肺を通しての粉末薬剤の全身または局部的投与にも役立つ。この投与装置及び方法は、投薬前に形成される粉末の団粒を破砕して、薬剤粉末をほぼ完全に分散させる。本方法及び装置は、ブリスタパックまたはカートリッジ等の１回分包レセプタクルから微粉末薬剤を分散させるのに特に有効であり、その場合は、本発明はレセプタクル内の粉末のほぼ全量（一般的に少なくとも７０重量％、さらに一般的には少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％）を流動化して抜き出すことができ、これによって無駄になる量が最小限に抑えられ、投与量の正確度が高められる。しかし、本方法及び装置は、多数回分を含むレセプタクルから、すなわち１つのレセプタクルに収容された「バルク」粉末から所定計量の粉末薬剤（適用量１回分）を分散、投与するのにも使用できる。
本発明の方法及び装置は、大きさが１μｍ〜５μｍの個別粒子からなる粉末の投与に特に適している。そのような粉末は、エアロゾル内の適正に分散された時、肺の肺胞領域内に投与するのに最適である。しかし、それらは取り扱いが特に困難であり、処理、パッケージング及び取り扱い中に相当に団粒化することが頻繁である。これまで、簡単な取り扱い及び分散特性を備えた大きいキャリヤ粒子と薬剤粒とを結合させることによって、そのような粉末の取り扱い特性を向上させることが多かった。しかし、キャリヤを用いることで、薬剤が希釈され、一定量の薬に対する分散体積を大きくする必要がある。また、キャリヤ粒子は、吸入時に息の詰まりを発生させる可能性があり、取り扱い特性を向上させる以外には何の役にも立たない。本発明は、２段階分散方法によって、キャリヤ物質をほとんどまたは全く用いないで、微細薬剤粒子を分散させることができる。しかし、本発明は、そのようなキャリヤ粒子や、所望の薬剤濃度にするために必要な希釈剤を含む薬剤でも機能する。
まず、上記のように粉末をレセプタクル内で流動化することによって、流量状態の粒子及び団粒を形成し、次にそのような団粒を破砕する状態にある高速ガス流内にそれらを分散させる。そのような完全な分散を非常に少量の高速空気及び流動化空気で達成することができるため、薬剤粒子が比較的高濃度である十分に分散された１回分の薬が得られる。もちろん、本発明は、キャリヤ希釈剤等を含む組成の薬剤にも同様に使用できる。本発明の利点は、キャリヤの使用量を多くの場合に減少させるか、まったくなくすことができることである。
本発明の方法によれば、粉末薬剤が、穿孔可能な蓋または他のアクセス表面を備えたレセプタクル内に収容されている。供給管の粉末入口端部をアクセス表面の貫通穴に連結する、すなわち当接させるか、それに挿入して、高速空気流（一般的に団粒を個別粒子に分離させる十分なせん断力を与える音速）を供給管の一部、例えば出口端部を通過するように流すことによって、粉末をレセプタクルから管を通して流動空気流内で引き込んで、所望のエアロゾルを形成する。一般的に、アクセス表面に少なくとも２つの貫通穴を互いに離して形成した後、供給管の入口端部を貫通穴の一方に連結する。他方の貫通穴によって、別の流動化空気流がレセプタクルに流入して粉末を流動化し、レセプタクルから流動化粉末を吹き流すことによって、ほぼすべての粉末（好ましくは少なくとも７０％、さらに好ましくは少なくとも８０％、さらに好ましくは少なくとも９０％）を流動空気流内へ取り出すことができるようにする。高圧ガス流は、（１）レセプタクル内の粉末を流動化して搬送するのに十分な流動化空気流を供給管内に誘発すると共に、（２）粉末が供給管の出口端部から出る時に残っている粉末団粒を破砕するように選択された角度で供給管の出口端部と交わる流路で一定量の高圧ガスを急激に放出することによって発生する。放出前のガス圧は、一般的に少なくとも（音速を得るための）約１５ｐｓｉｇ、好ましくは少なくとも２０ｐｓｉｇ、さらに好ましくは２０ｐｓｉｇ〜１５０ｐｓｉｇであり、通常は４０ｐｓｉｇ〜８０ｐｓｉｇである。このため、（１４．７ｐｓｉｇ及び２０℃の標準温度及び圧力（ＳＴＰ）で測定した）放出ガスの膨張体積は、一般的に２ｍｌ〜２５ｍｌ、好ましくは４ｍｌ〜１５ｍｌである。高圧ガスの放出は、手動トリガによって行うことができるが、患者の吸気によって生じる負圧を感知することによって行うこともできる（すなわち呼吸作動式にすることができる）。以下に詳細に説明するように、高圧ガス流は、１：２〜１：４（高圧ガス：流動化空気）の体積比で流動化空気流と結合されることによってエアロゾルを発生し、これを次に患者が、任意であるがプルーム捕獲室内に捕獲した後に、吸入する。
本方法はさらに、患者が吸入する前に、得られた一定量のエアロゾル化粉末をプルーム捕獲室内に捕獲する段階を有している。患者は、室から一回分のエアロゾル全部を吸入することができ、また同時に、あるいはその後か、その両方で周囲空気を吸入し、それが捕獲室を掃くことによって、さらに確実に最小限の損失量で粉末を効果的に送り出すことができる。最初の一回分の薬剤に続いて追い出し空気を吸入することによって、薬剤の吸収が行われる肺の肺胞領域内へ深く薬剤が送り込まれる。任意であるが、本方法はさらに、複数の粉末収容レセプタクルを一般的にストリップまたはディスクの形で供給管へ送って、粉末が各レセプタクルから順次引き出されて分散されるようにする段階を有している。
本発明の方法の別の態様によれば、１回分の量の粉末薬剤を１つのレセプタクルまたはタンクから順次送ることができる。前述の方法とは異なって、レセプタクルは、一回で投与すべき量よりも多い量の粉末薬剤を収容し、多数回分、通常は少なくとも５回、好ましくは少なくとも１０回分、多くの場合は２０回分以上に相当する十分な量を収容する。本方法は、供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する段階と、供給管の出口端部を通過するように高圧ガス流を流出させることによって、レセプタクルから管を通る空気流を誘発する段階とを有している。これにより、粉末薬剤は供給管を流れる空気流に混入されて、供給管の出口端部で高圧ガス流と結合される。供給管の入口端部が「バルク(bulk)」粉末薬剤レセプタクル内に入っている間に、供給管の出口端部を通過するよに高圧ガス流を繰り返し送り出すことができる。
本発明による装置は、流動化位置に粉末収容レセプタクル用の支持部を備えた下部ハウジングを有している。供給管が、下部ハウジング内に設けられ、またレセプタクルを供給管に対して往復移動させる（あるいは供給管をレセプタクルに対して伸張させる）機構を設けてもよい。高圧ガスを発生する圧縮ガス源も、一般的に手動操作式ポンプ、電動（一般的に電池式）ポンプ、圧縮ガスタンク、二流体装置等の形で設けられている。このため、レセプタクルを供給管に対して往復移動させて、管の入口端部をレセプタクルに入れることによって、１回分のエアロゾル化粉末薬剤を作製できる。管がレセプタクル内またはその付近にある間に、高圧ガス流を放出し、これによって供給管の出口端部に生じた低圧領域が、流動化空気を（好ましくは、装置の外部から導入される正味空気を最小限に抑えるため、後でエアロゾルを受け取るプルーム捕獲室から）レセプタクル内へ引き込むことによって、粉末を流動化してレセプタクルから管を通って抜き出し、高速ガス流に流入させて、所望の分散剤を形成することができる。一般的に、捕獲室は、供給管の出口端部の上方に、それと一直線に並べることによって、粉末エアロゾルの「プルーム」を収容し、患者が吸入する前にプルームを落ちつかせることができるようにする。供給管は、流路内にジェットまたはエジェクタ管を備えておらず、邪魔がなく分断されない流路であることによって、供給管が詰まったり、他の方法で分散効率を失う傾向を低減させる。捕獲室からの空気を流動化ガス源として利用することは、室に導入される「新しい」空気の総量を減少させて、分散ガス流（すなわち高圧ガス流と流動化ガス流の結合体）の捕獲が容易になるため、好都合である。しかし、捕獲室から空気をそのように再循環させることは、本発明の本質的特徴ではない。流動化空気は、装置の外部から直接得ることもできる。
本発明の装置の特別な態様によれば、レセプタクルは、複数のレセプタクルを担持している連続ウェブ（例えばストリップまたはディスク）を流動化位置へ前進させる機構内に支持される。一般的に、ウェブ前進機構は、ウェブを保持するカートリッジまたはキャリッジを備えており、これは供給管に対して往復移動可能に取り付けられていることによって、カートリッジ及び管が分離している間、レセプタクルが順次前進することができ、その後、カートリッジ及び管を接近させることによって管をレセプタクルに挿入することができる。供給管を挿入する直前に、レセプタクル蓋または他の１つのアクセス表面（すなわちレセプタクルの一方側の表面）に、一般的にカートリッジが供給管に対して往復移動する時に蓋に穿孔する別体の穿孔機構を用いて穿孔する。あるいは、供給管の挿入と同時に、アクセス表面に穿孔することができる。後者の場合、供給管の入口端部に一般的に穿孔構造体を備えると共に、流動化空気を流入させる追加貫通穴を形成するための追加穿孔構造体を設けるか、そのいずれかを設ける。
本発明の装置の特殊な態様によれば、穿孔機構は、蓋に少なくとも２つの穴を互いに離して形成して、一方の穴に供給管をはめ込むか、係合させ、他方の穴で、粉末を供給管から引き出す時に押し出し空気が流入して粉末を流動化し、レセプタクルを掃くことができるようにしている。必要な押し出し空気を少なくとも部分的に供給するため、空気をプルーム捕獲室からレセプタクルへ戻すように方向付ける導管または他の通路も設けることができる。供給管用の穴は、押し出し空気穴と同時に、あるいはそれとは別の時に形成してもよい。例えば、押し出し空気穴は、供給管穴を形成する分散部の前方に配置された穿孔部で形成しても、あるいはその逆でもよい。供給管穿孔構造体が押し出し空気穴穿孔構造体とは別の移動でレセプタクルに対して往復移動するようにした穿孔機構を分散部に設けることも望ましいであろう。
本発明はさらに、入口端部、出口端部、及びその入口端部及び出口端部間に軸方向流路を形成する内孔を備えた供給管を有する粉末エアロゾル化装置を提供している。高速ガス流を出口端部に向けて、１２．５°〜６５°の角度で軸方向流路に収束する方向に流す少なくとも１つの導管が設けられている。この範囲内の収束角度は、粉末内に存在する団粒をほぼ破砕できる十分なせん断エネルギを出口端部で与えながら、対応の粉末レセプタクルを効果的に空にする（一般的にレセプタクル内に最初に存在している粉末の少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％を取り出してエアロゾル化する）十分な流動化空気流を供給管内に誘発することがわかっている。
エアロゾル化装置は、流路の様々な、通常は対向する（直径方向に対向する）側から収束する少なくとも２つ以上の分離したガス導管を備えることができる。あるいは、高圧ガス導管の端部を、供給管の出口端部を取り囲んで軸方向流路に収束するガス流路を形成する単一の環状開口にすることができる。しかし、後者の方法は、必要な小径で環状開口を形成することが困難であるため、一般的にあまり好ましくない。高圧（分散）ガス流動管の合計内孔面積（Ａ1）は一般的に０．０５ｍｍ2〜０．３ｍｍ2であるのに対して、ガス導管のすぐ上流側の供給管のスロートの内孔面積（Ａ2）は０．５ｍｍ2〜１０ｍｍ2である。高圧ガス導管からすぐ下流側の混合部の面積（Ａ3）及び長さは、それぞれ０．６ｍｍ2〜１１ｍｍ2及び０．５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。スロートの上流側の供給管の面積（Ａ4）は、一般的に０．６ｍｍ2〜１５ｍｍ2である。
エアロゾル化装置はさらに、混合部の出口端部から延び、必ずしもそうではないが一般的に供給管内孔と同軸的に整合した内孔を備えたディフーザ管を備えることができる。ディフーザ管内孔の直径は、混合部の出口端部から離れる方向に増加し、ディフーザ管内孔は、一般的に０．５ｃｍ〜５ｃｍの長さにわたって２°〜１０°の半角で広がり、一般的に入口（混合部）面積の約４倍の出口面積を備えている。このように、ディフーザ管は、プルーム捕獲室に流入する前に、混合部の出口端部から排出されるガス流の、最高値である速度を低下させる。プルームは、室内で拡張する時に急速に低速化し続けて、吸入前に静穏状態に達する。
本発明はさらに、ケーシングと、流れ方向付け部材と、供給管とを有する供給管アセンブリを提供している。本アセンブリは、エアロゾル分散装置内で交換可能であって、詰まったり故障の際に、アセンブリの取り出し、清掃及び交換が容易である。
本発明は、粉末薬剤をエアロゾル化する改良装置を提供している。この装置は、ハウジングと、粉末をエアロゾル化する加圧ガス源とを備えた形式である。そのような装置は、加圧シリンダと、シリンダ内で摺動可能なピストンと、シリンダと連通した逃がし弁とを備えている。さらに、ピストンに作動連結されたハンドルと弁を閉鎖する手段とを備えたハンドルアセンブリが設けられている。このため、ハンドルの移動によって弁が閉鎖されると共にピストンがシリンダ内で軸方向に移動することによって、加圧ガスを発生する。
１つの態様によれば、逃がし弁は、弁ポペットに連結された弁棒を備えており、弁を閉鎖する手段は、ハンドルがハウジングから半径方向外向きに移動する時、弁を閉鎖するように弁棒を移動させるローラカムを弁棒に隣接して設けている。別の態様によれば、ハンドルアセンブリはさらに、オーバセンタ位置へ移動することによってローラカムを弁棒に当接保持して弁を閉鎖状態に保持するトグルリンクを備えている。このため、ピストンをハウジングの方へ移動させて戻す間、弁を閉鎖位置に保持することによって、加圧ガスを発生することができる。さらなる態様によれば、ハンドルアセンブリは、ハンドルとピストンとの間にリンクを備えている。このため、ハンドルをハウジングに対して半径方向外向き及び半径方向内向きに移動させる時、リンクがピストンをシリンダ内で格納位置と加圧位置との間で往復移動させる。そのような構造によって、ハンドルの内向き移動がシリンダに加圧ガスを充填する一方、ハンドルは半径方向外向きに移動することによって、弁を閉鎖すると共に、ピストンを格納させることができる。
さらに別の態様によれば、トグルリンクがオーバセンタ位置へ移動するまで、ハンドルの半径方向内向き移動を阻止するインターロック手段を備えている。好ましくは、インターロック手段はランク及び爪を備えている。さらなる態様によれば、ローラカムをオーバセンタ位置から移動させることによって弁を開放させる解除ボタンを備えている。さらなる態様によれば、シリンダは、好ましくはピストンが格納位置へ移動した時に空気がシリンダに流入できるようにする一方向弁を備えている。
１つの特定の態様によれば、粉末薬剤はレセプタクル内に収容されている。入口端部、出口端部及びその間に延びる内孔を備えて、入口端部をレセプタクルに挿入できるようにした供給管が設けられている。このため、逃がし弁から出た圧縮ガスが供給管の出口端部を通過するように流れることができ、レセプタクルの粉末は管から抜き出されて流動圧縮ガス内に分散されることによって、エアロゾルを形成することができる。好ましくは、レセプタクルのアクセス表面に少なくとも１つの穴を穿孔し、また同時に供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する手段が設けられている。好適な態様によれば、穿孔手段は、一対の尖ったタブを備えており、各タブは、それがレセプタクルのアクセス表面を穿孔する時、アクセス表面に対して斜めになる角度に配置されている。
別の特定の態様によれば、レセプタクルを穿孔手段に対して接近させ、かつ離す方向に往復移動させる手段が設けられている。移動手段は好ましくは、供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する時にレセプタクルを適当な位置に固定するオーバセンタリンクを備えている。別の態様によれば、供給管の入口端部をレセプタクルに挿入する間、レセプタクルを穿孔手段に対して好適な向きに整合させる位置決めピンが設けられている。
さらに別の特定の態様によれば、ハンドルアセンブリは、ハンドルをハウジングに取り付ける４つのリンクを備えている。これにより、ハンドルは、ほぼ一定の力で、また単純なピボットの場合よりもさらに直線的な移動で、ハウジングに対して半径方向外向き及び半径方向内向きに移動することができる。さらに、そのようなリンクは、ハンドルがハウジングから離れる方向へ移動しなければならない距離を短縮するため、ハンドルアセンブリの手動操作がさらに簡単になる。別の形態によれば、音声操作指示を発生するための手段が、ハウジング上に、またはそれに関連した位置に設けられている。
本発明は、穿孔可能なアクセス表面を備えたレセプタクル内に保持された粉末をエアロゾル化する代表的な装置を提供している。本装置は、ハウジングと、加圧ガス源と、ハウジングに取り付けられた捕獲室と、ハウジング内に移動可能に保持されたトランスジェクタアセンブリとを備えている。トランスジェクタアセンブリは、レセプタクルのアクセス表面を穿孔すると共に、加圧ガスを受け取ることによって、粉末をレセプタクルから捕獲室内へ引き出す手段を備えている。好適な態様によれば、トランスジェクタアセンブリは、直接的にガス源からガスを受け取って、粉末を、他の部分を通過させることなく、直接的に捕獲室へ送るようになっている。
特定の態様によれば、トランスジェクタアセンブリとハウジングとの間に接合部シールが設けられていることによって、加圧ガスを、ほとんど損失することなく、ハウジングからトランスジェクタアセンブリへ送ることができる。好ましくは、接合部シールをトランスジェクタアセンブリの中心軸線に対して傾斜させることによって、トランスジェクタアセンブリをハウジングから簡単に取り外すことができるようにする。別の態様によれば、トランスジェクタとレセプタクルとの間をシールするレセプタクルシールが設けられている。さらなる態様によれば、トランスジェクタアセンブリは、独特の向きでハウジングに繰り返し受け取られるようにキーを備えている。
別の特定の態様によれば、捕獲室はハウジング上で軸方向に摺動可能であり、これによって捕獲室を、ハウジングをほぼ覆う収縮位置か、エアロゾル化粉末を受け取る囲い部を形成する伸張位置に配置することができる。好ましくは、ハウジング内に少なくとも１つのデテントを設け、捕獲室内に少なくとも１つのノッチを設けて、捕獲室が伸張位置にある時、デテントがノッチにはまるようにしている。好ましくは、デテントを外向きに付勢するばねを設ける。別の態様によれば、デテントはほぼＶ字形の構造である。さらなる態様によれば、捕獲室は細長い室本体を備えており、この本体は、その本体に沿って長手方向に延在する少なくとも１つの細長いリッジまたはリブを備えている。室上に堆積してハウジングによって室からかき落とされる粉末の量を制限するため、室の収縮時に細長いリッジがハウジングと係合する。さらなる態様によれば、室本体は、断面形状が非対称的であって、口金を備えている。外部の埃や粒子が室に侵入するのを防止すると共に、吸入の準備ができるまで粉末薬剤を室内に保持するため、好ましくは口金の上方にキャップを取り外し可能に設ける。好ましくは、キャップと口金の間にシールを設けるが、そのシールは、室内の過剰ガスが逃げることができるようにブリード弁として機能するように構成することが好ましい。
本発明はさらに、エアロゾル化装置のハウジングに収容される粉末薬剤保持用レセプタクルを提供している。レセプタクルは、穿孔可能なアクセス表面を備えたレセプタクル本体と、レセプタクル本体から延びているタブとを有している。これにより、レセプタクル本体は、タブの少なくとも一部分がハウジングの外に出たままの状態で、ハウジングの開口に受け取られる。１つの態様によれば、タブは、エアロゾル化装置の整合ピンを受け取るキー穴を備えている。タブの穴にキーを設けることによって、対応の整合ピンを備えた装置で使用できるだけになるようにレセプタクルを構成することができる。これによって、装置は特定の薬剤を収容した一定のレセプタクルだけを受け取る構造にすることができる。
本発明は、粉末薬剤をエアロゾル化する改良方法を提供している。本方法は、粉末を流動ガス流内に混入して懸濁させる形式であって、加圧シリンダを備えたハウジングと、シリンダ内を摺動可能なピストンと、シリンダと連通した逃がし弁と、ピストンを軸方向に移動させると共に、逃がし弁を閉鎖するハンドルとを組み合わせる段階を有している。ハンドルをまずハウジングから離れる方向へ移動させることによって、ピストンをシリンダ内で格納位置へ軸方向移動させると共に、逃がし弁を閉鎖することができる。次に、ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻すことによって、ピストンを加圧ガスを生じる位置へ移動させることができる。充填に続いて弁を開放することによって、加圧ガスが急激に放出される。
１つの特殊な態様によれば、逃がし弁が閉鎖されるまで、ハウジングの方向へのハンドルの移動を阻止する。これによって、シリンダに十分に充填されるまで、薬剤へのガスの早期導入が阻止される。別の態様によれば、ハンドルをハウジングの方へ移動させて戻す間、逃がし弁を閉鎖位置に保持することによって、シリンダ内のガスをピストンで押し付けることができるようにする。さらなる態様によれば、ハンドルは、移動時にハウジングにほぼ平行に保持されている。好ましくは、ハンドルをハウジングの方へ移動させることによって、ハンドルにほぼ一定の力を与えながら、ガスを加圧する。
別の特殊な態様によれば、放出ガス内で懸濁している粉末を捕獲室内へ導入し、同時に所定量のガスを捕獲室から流出させる。さらに別の態様によれば、加圧ガスを受け取って粉末をエアロゾル化するトランスジェクタアセンブリが設けられている。清掃のためにトランスジェクタをハウジングから定期的に取り外すことができるように、トランスジェクタアセンブリはハウジング内に取り外し可能に保持されている。さらなる態様によれば、ハウジングから音声操作指示を発生する。
さらに別の態様によれば、薬剤保持用に穿孔可能な蓋を備えたレセプタクルが設けられている。トランスジェクタアセンブリが蓋を貫通するまで、レセプタクルをトランスジェクタアセンブリの方へ移動させる、好ましくは、トランスジェクタが既知の予定位置で蓋を貫通するように、レセプタクルをトランスジェクタの方へ案内する。好ましくは、弁が開放されるまで、トランスジェクタアセンブリが蓋を貫通している状態にレセプタクルを保持する。
本発明は、粉末薬剤をエアロゾル化する代表的な方法を提供している。本方法によれば、粉末薬剤を内部に保持するレセプタクル本体と、レセプタクル本体から延び出したタブとを備えたレセプタクルを準備する。開口を備えたハウジングにレセプタクルの１つを、レセプタクル本体が開口にはまって、タブの少なくとも一部分がハウジングの外部に残るようにして挿入する。レセプタクル本体を上昇させ、同時に穿孔することによって、吸入できるガス流内にレセプタクル内の粉末薬剤を抜き出す。レセプタクルを降下させた後、タブを引くことによって、レセプタクルをハウジングから取り除くことができる。
１つの態様によれば、ハウジングは、粉末支持ガス流を収容する往復移動可能な捕獲室を備えており、好ましくは、レセプタクルを挿入する前に、室を配備させる。室の配備によって開口が露出され、開口にレセプタクルを挿入することによって、レセプタクルを取り除くまで、室を格納させることができないようにしている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の原理に従って構成されたエアロゾル分散装置の概略図である。
第２図は、図１のエアロゾル分散装置に用いられている粉末供給管アセンブリの斜視図であり、それの粉末レセプタクル側の入口端部の１／４が断面で示されている。
第３図は、好適な粉末レセプタクル蓋の穿孔パターンを示している。
第４Ａ図は、第２図に示されている供給管アセンブリの一部の断面図である。
第４Ｂ図は、第４Ａ図の４Ｂ−４Ｂ線に沿った断面図である。
第４Ｃ図は、第４Ａ図の４Ｂ−４Ｂ線に沿った変更形断面図である。
第５図は、本発明の供給管内孔と分散ガス導管の相対寸法及び収束角度を示す概略図である。
第６図は、円錐形流路を形成する環状開口を備えた分散ガス導管と組み合わせた供給管内孔を示している。
第７図は、本発明の原理に従って構成された変更形供給管アセンブリの斜視図である。
第８図は、第７図の供給管アセンブリの分解図である。
第９図は、第７図の供給管アセンブリの断面図である。
第１０図は、第７〜第９図と同様であるが、さらに粉末化薬剤レセプタクル内へ供給管及び流動化空気管が入ることができるようにする自己貫通部材を備えた第３変更形供給管アセンブリを示している。
第１１Ａ図は、第１０図の自己貫通部材の拡大詳細図である。
第１１Ｂ図は、自己貫通部材の変更構造の拡大図である。
第１２Ａ〜第１２Ｃ図は、１回分用レセプタクルから粉末薬剤を分散させる際の、第７〜第９図の供給管アセンブリの使い方を示している。
第１３図は、本発明に従って粉末化薬剤をエアロゾル化するのに特に好適な装置の斜視図である。
第１４図は、第１３図の装置を１８０度回転させた斜視図であり、収縮状態にある捕捉室及びその室の上の口金を示している。
第１５図は、第１３図の装置の分解斜視図であって、本発明に従って粉末薬剤をエアロゾル化するトランスジェクタアセンブリを示している。
第１６図は、本発明に従って粉末薬剤を収容している一例のレセプタクルの上方に配備された第１５図のトランスジェクタアセンブリを示している。
第１７図は、１６図のトランスジェクタアセンブリの分解図である。
第１８図は、１６図のトランスジェクタアセンブリ及びレセプタクルの断面図である。
第１９図は、第１９図のトランスジェクタアセンブリがレセプタクルに貫入したところを示している。
第２０図は、第１３図の装置の斜視図であって、粉末薬剤のレセプタクルを装置に導入するところを示している。
第２０Ａ図は、第１３図の装置のキャリヤ上に載置されたレセプタクルの上面図である。
第２１図は、第１３図の装置の断面図である。
第２２図は、第１３図の装置の、外カバーを取り外した側面図である。
第２３図は、第１３図の装置のハンドルアセンブリ及び他の所定の部材の側面図であり、ハンドルアセンブリは閉鎖位置に示されている。
第２４図は、第２３図の所定部材のさらに詳細な図であり、逃がし弁が開放位置に示されている。
第２５図は、第２３図のハンドルアセンブリ及び他の所定の部材を示す図であり、本発明に従ってハンドルアセンブリが延出することによって逃がし弁を閉鎖し、ピストンを格納させているところを示している。
第２６図は、第２５図の逃がし弁を閉鎖位置に示すさらに詳細な図である。
第２７図は、第１３図の装置の逃がし弁の斜視図である。
第２８図は、第２７図の逃がし弁の断面図であり、弁が開放位置に示されている。
第２９図は、第２７図の逃がし弁の断面図であり、弁が閉鎖位置に示されている。
特定の実施形態の説明
次に、第１図を参照しながら、供給管アセンブリ１４を挿入することによって複数のレセプタクル１２から粉末薬剤を分散させる装置１０を説明する。レセプタクルは、薬剤を保持、保存すると共に、穿孔可能なアクセス表面を備えたものであればどのような形状のものでもよい。図示のように、レセプタクル１２は、個別のポケット部分を穿孔可能な蓋、一般的に金属フォイルか他の従来のラミネートで覆った連続ウェブになっている。各レセプタクルは、投与すべき正確な１回分の粉末薬剤を収容する。個々のレセプタクル内の粉末の量は、通常は約１ｍｇ〜２０ｍｇであり、さらに一般的には２ｍｇ〜１０ｍｇである。連続ウェブは、蓋体を備えたストリップ、ディスクまたは成形構造体にすることができる。「ブリスタパック」と呼ばれることが多いそのような容器の製造は、製薬包装技術では公知であって、これ以上の説明は必要ない。
第１図にはカートリッジ２２で示されているが、本発明の粉末分散装置は１つのレセプタクルだけを備えた１回分パックを受け取る構造にすることもできる。そのような場合、ユーザはレセプタクルが供給管アセンブリ１４の供給管４０（第２図）に対して正しい向きになるようにして、パックを挿入する。レセプタクルのアクセス表面に必要な穿孔は、挿入前に手動で行ってもよいが、（供給管アセンブリ１４の導入前か、それと同時に）装置１０内で行ったり、事前に形成して、パックを装置に挿入する前にカバーを剥がすことによって露出させることもできる。多数のレセプタクルパックを設けることもでき、その場合は、個々のレセプタクルを供給管に選択的に露出させることができるように、パックを異なった向きで装置に挿入する。ユーザが各使用前に１つのレセプタクルを挿入する場合、様々な構造を利用できる。
本装置１０は、下部ハウジング１１をさらに備えており、供給管アセンブリ１４の供給管４０（第２図）は入口端部１６及び出口端部１８を備えている。加圧ガス源２０が、下部ハウジング１１内に設けられており、第２図に関連してさらに詳細に説明するように、高圧ガス流を供給するために供給管アセンブリ１４の基端部に接続されている。
レセプタクル１２は、供給管アセンブリ１４の入口端部１６に対して往復移動するように、下部ハウジング１１内に取り付けられる。好ましくは、レセプタクル１２のストリップを、下部ハウジング１１内に往復移動可能に取り付けられたカートリッジ２２内に取り付ける一方、供給管アセンブリ１４を下部ハウジング内に固定する。これによって、レセプタクル１２をカートリッジ２２内で流動化位置（供給管アセンブリ１４の入口端部１６で定められる）に順次前進通過させ、分散すなわち流動化位置にあるレセプタクルを供給管の入口端部１６に接近させて、以下にさらに詳細に説明するように、その粉末内容物を空にすることができる。カートリッジ２２の往復移動及びカートリッジ内でのレセプタクル１２の前進の両方は、ユーザが手動で行うことができる。あるいは、カートリッジ２２の往復移動とレセプタクル１２ストリップの前進とを同時に行う機構を、手動前進機構の一部として、あるいは電池式機構の一部として下部ハウジング１１内に設けてもよい。
第１図の実施形態では、穿孔機構２４によってレセプタクル１２のストリップの蓋に穿孔される。図示のように、穿孔機構２４は、下部ハウジング１１内に固定されており、第１図に点線で示されているように、カートリッジ２が往復移動する時にレセプタクル１２の穿孔可能な蓋９２（第３図）に接触して穿孔できる位置に複数の鋭利な穿孔部材２６を備えている。穿孔機構２４は、供給管アセンブリ１４の前の１つの作業位置に位置決めされたレセプタクル１２と接触するように配置される。このため、各レセプタクル１２は、流動化位置へ前進する直前に穿孔される。
各レセプタクルの蓋に穴を穿孔すると共に、レセプタクルを供給管アセンブリ１４に接近させるために様々な機構を設けることができることは理解されるであろう。例えば、カートリッジ２２を下部ハウジング１１内に固定保持する一方、供給管アセンブリ及び穿孔機構２４の各々を一緒に、または個別に往復移動させることができる。あるいは、供給管アセンブリ１４の入口端部１６を自己穿孔形（第１０、第１１Ａ及び第１１Ｂ図を参照）にすることができる。後者の場合、入口端部がレセプタクルに当接するか、その内部に挿入されると同時に、所望の穿孔パターンがレセプタクル１２の穿孔可能な蓋に形成される。本発明は、いずれかの特定の穿孔及び前進機構の使用に限定されることはない。
ガス源２０は、流動化空気流を誘発し、粉末をレセプタクル１２から引出して、粉末をガス流内に分散させるため、一定量の高圧空気または他のガスを供給管アセンブリ１４の供給管４０（第２図）の出口端部１８へ供給する。ガス源からの高速空気は通常は一般的に出口端部１８を通過するように送られるが、例えば細長い管に側部開口を設けることによって、供給管４０を高速ガス流入口点より先へ延ばすことができることを理解されたい。これにより、高速ガスは、供給管自体の内部で混入粒子を搬送する流動化空気と実際に結合される。そのような構造により、供給管４０は以下のように混合部６０（第４Ａ図）を形成することができる。
ガス源２０は、一般的に供給管アセンブリ１４の出口端部１８を通過する音速流を形成できる、一般的に１５ｐｓｉｇ以上で、通常は少なくとも２０ｐｓｉｇで、好ましくは２０ｐｓｉｇ〜１５０ｐｓｉｇで、最も好ましくは４０ｐｓｉｇ〜８０ｐｓｉｇの比較的高圧のガスを供給する。この高圧ガス充填量に蓄蔵されたエネルギは、供給管アセンブリ１４の供給管４０を流れる空気流を誘発するのに十分であり、これによって流動化空気をレセプタクル内へ引き込んで、予定重量の粉末薬剤を流動化してレセプタクル１２から引き出すことができる。充填ガスの拡張体積は、代表的には約２ｍｌ〜２５ｍｌ（ＳＴＰで測定）、一般的に約４ｍｌ〜１５ｍｌである。高圧ガス流によって供給管アセンブリ１４内に流れが誘発される流動化ガスの体積は、ＳＴＰで測定して一般的に２ｍｌ〜１００ｍｌ、好ましくは４ｍｌ〜６０ｍｌである。高圧ガスが供給管アセンブリ１４の出口端部１８を通過するように流れる特殊な仕方を、第２図を参照しながらさらに詳細に説明する。
ガス源２０は、手動ポンプ、電気ポンプ、高圧ガスポンプ等にすることができる。手持ち式粉末分散装置の手動ポンプの構造は、特許及び技術文献に記載されている。例えば、ＷＯ９０／０７３５１を参照されたい。電気ガスポンプ、ガスポンプ供給源、及び二流体システムの構造も、当業者には公知である。
ガス分散装置１０はさらに、管から放出された粉末を捕獲するために供給管アセンブリ１４の出口端部１８の上方に配置されたプルーム捕獲室３０を備えている。プルーム室３０は、先端部に口金３２を備えており、供給管アセンブリ１４から送られた分散粉末のほとんどすべてを捕獲できる内部体積を有している。一般的にその体積は５０ｍｌ〜１０００ｍｌ、好ましくは１００ｍｌ〜７５０ｍｌである。室３０はさらに、周囲空気入口（図示せず）と、任意であるが同時係属中の特許出願第０７／９１０，０４８号に記載されているような接線入口を備えることができ、この特許出願の開示内容はすべて参考として本説明に含まれる。あるいは、第７〜第９図に関連して説明するように、空気入口を軸方向または螺旋形にすることもできる。
作用を説明すると、分散粉末は、矢印３４で示されているようにプルーム捕獲室３０に導入される。口金３２から空気が排出され、また矢印３６で示されているように、供給管アセンブリ１４内の環状内孔を通って戻るようにすることもでき、これについては第２図に関連してさらに詳細に説明する。流動化ガスが入る時にプルーム捕獲室３０からの空気をそのように再循環させることによって、装置に導入される新しいガスの総量が大幅に削減される。（患者の吸入前に）導入される新しいガスは、ガス源２０からのものだけである。レセプタクル１２の全内容物が分散してプルーム室３０内に捕獲された後、室から周囲空気で追い出されたエアロゾル薬剤全部を患者が口金３２から吸入することによって、室からエアロゾル薬剤全部を抜き出すことができる。任意であるが、吸入を低速化して粉末粒子の貫入深さを高めるため、オリフィスプレートまたは他の流量制限部材を室の空気流入路内に配置してもよい。さらに空気を吸い込むことによって、粉末薬剤がさらに効果的に分散されて、肺の肺胞領域内に深くまで進むことができ、それによって全身吸収または局部投与を行うことができる。
次に第２図を参照すると、供給管アセンブリ１４は、供給管アセンブリ１４の入口端部１６を先端部に形成している内側管状供給管４０と、以下にさらに詳細に説明するように、室３０からレセプタクル１２へ戻る空気を通すための環状内孔４４を形成している外側同軸管部材４２とを備えている。
内側管状供給管４０の内孔４６は、入口端部１６から出口端部１８まで延びており、出口端部１８にスロートまたは絞りを形成してもよい。スロートまたは絞りは供給管アセンブリ１４の作動には必要ないが、以下にさらに詳細に説明するように、供給管の性能特徴を決定するのは、内孔４６の出口端部の面積（Ａ2）（第４Ａ図）である。ガス源２０からの分散ガスは、環状プレナム５２に接続されたポート５０を通って供給管アセンブリ１４に流入する。環状プレナム５２は、供給管４０の内孔４６によって形成された流路に収束ガス流を送り込む一対のガス導管５４に接続されている。ガス導管の取り付け角度は、内孔４６から引き出される粉末流内に誘発される流速の大きさと、出口端部１８から拡散部５８に流入する時に粉末内の団粒を破砕するせん断力の大きさと適当に釣り合うように選択される。
供給管内孔４６のスロート１８の面積（Ａ2）（第４Ａ図）は、一般的には０．５ｍｍ2〜１０ｍｍ2、好ましくは１ｍｍ2〜４ｍｍ2である。図示の実施形態では、内孔４６の上流部分の面積（Ａ4）（第４Ａ図）は、Ａ2よりも大きく、一般的に０．６ｍｍ2〜１５ｍｍ2である。しかし、上流内孔４６は、その全長にわたって出口端部面積（Ａ2）に等しい均一面積にしてもよいが、そのような構造はあまり好ましくない。
第４Ａ図を参照すると、均一（拡張しない）断面積（Ａ3）及び長さ（Ｌ2）の混合部６０が、供給管４０の出口端部１８に隣接して設けられている。断面積（Ａ3）は、供給管スロート面積（Ａ2）よりわずかに大きいように図示されているが、これは必須ではない。この面積（Ａ3）は、一般的に０．６ｍｍ2〜１１ｍｍ2である。長さ（Ｌ2）は、（円形断面として）混合部６０の直径の１〜５倍で、一般的に０．５ｍｍ〜２ｍｍである。図示の実施形態では、第４Ｂ図のように一対のガス導管５４（第４Ｂ図）が示されている。また、単一の入口ジェットを用いるか、３個、４個またはそれ以上の個別入口を設けることもでき、第４Ｃ図には４個の入口５４’が図示されている。第６図に関連して説明するような連続環状開口や（団粒を破砕するための）垂直ジェットと（流動化ガス流を誘発するための）軸方向ジェットとの組み合わせを含めた他の構造も使用することができる。
第５図を参照しながら説明すると、高圧ガス導管７２が、供給管内孔７０のスロートの周囲に角度α１及びα２で配置されており、これは一般的には等しいが、必須ではない。角度αは、導管７２の出口開口からすぐ下流側の混合部に粉末が入る時に、レセプタクルからの粉末の十分な物質移動及び十分な「団粒粉砕」の両方を達成するために重要である。角度αは、１２．５°〜６５°、好ましくは２５°〜４０°である。
第５図に示されている高圧ガス内孔７２は、第６図に示されているように、末端で環状開口８２になる円錐形プレナム８０として形成してもよいことは理解されるであろう。収束角αは、一般的にαについて前述した範囲であり、環状内孔８２の総面積は一般的に、やはり前述した高圧ガス内孔の総面積Ａ2の範囲である。一般的に、円錐プレナム８０は、幅ｗの範囲が約０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍである。
再び第２図を参照すると、供給管アセンブリ１４は、供給管４０の入口端部１６をレセプタクル１２の上方の蓋９２に形成された開口９０（第３図）と連結させることによって作動する。図示のように、入口端部１６を蓋９２からレセプタクル１２内へ挿入するが、代表的に以下の第７〜第１０図に示されているようなシーリングガスケットを用いることによって、入口端部を開口９０の上方に係合させることも実現できそうである。開口９０は、離設開口９４（図面では６個）によって包囲され、これらの開口によって、混入粉末を内側供給管４０から引き出す時に流動化空気を流入させることができる。開口９０は中央に示されているが、これは必須ではない。本発明の好適な態様によれば、流動化空気の少なくとも一部分（好ましくは全部）が、プルーム室３０の内部の底部に配置された供給管アセンブリ１４のポート９６を介して環状内孔４４を通って供給される。プルーム室３０からのそのような「再循環」空気は、ポート９６から環状プレナム９８を通って環状内孔４４に流入する。内孔４４からレセプタクル１２へ送られる流動化空気の損失を防止するため、ゴムフランジまたはスカート９５を設けることもできる。プルーム室３０からの流動化空気の再循環は、口金３２または室内の他の開口から排出される空気の量が制限されるため、分散粉末のプルームをプルーム室内に収容するのに役立つ。
供給管アセンブリ１４の供給管４０の入口端部１６をレセプタクル１２に導入することは、レセプタクルの内部から粉末をほぼ完全に（一般的に少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％）取り出しやすくなるため、好都合である。離設開口９４から流動化空気を流入させ、これがレセプタクルの全隅部から分散内孔４６内へ粉末を吹き流すことができる空気流パターンを形成することによって、そのような完全な取り出しがさらに向上する。
供給管アセンブリ１００の変更実施形態が、第７〜第９図に示されている。供給管アセンブリ１００は、機能的には供給管アセンブリ１４とほぼ同一であり、第１図の装置にそれの代わりに使用することができる。しかし、供給管１００は、成形プラスチック部品から、または成形プラスチックと組み立て金属部品の組み合わせから作製されるのに特に適している。
供給管アセンブリ１００は、ケーシング１０２と、ガス流方向付けコーン１０４と、供給管部材１０６と、エンドピース１０８と、たわみ弁部材１１０と、エンドガスケット１１２とを備えている。供給管部材１０６は、流れ方向付けコーン１０４の下端部に設けられた開放空洞部１１４内にはまっている。供給管１０６内の流路は、供給管アセンブリ１４について前述したものとほぼ同じであり、供給管アセンブリ１００はさらに、開放空洞部１１４のすぐ上方に配置された混合部１１６と、混合部の上方に配置された拡散領域１１８とを備えている。混合部１１６及び拡散領域１１８の大きさは、供給管アセンブリ１４に関連して前述したものとほぼ同じである。
第８図に示されているように、流れ方向付けコーン１０４の外表面全体に複数の空気流チャネル１２０を設けることができる。一般的に１〜１０個のチャネルを設けることができ、合計断面積は５ｍｍ2〜１５０ｍｍ2、好ましくは４０ｍｍ2〜１００ｍｍ2である。空気流チャネル１２０は、第８図にほぼ螺旋状のパターンに示されている。螺旋状パターンは、患者が吸入する時に対応のプルーム室に流入する交換空気に渦流を与えるので好ましい。しかし、空気流チャネル１２０はほぼ直線状にすることもでき、その場合には、螺旋状ではなく円錐状に拡散する流れパターンを交換空気に与えることになる。プルーム室内にほぼ軸方向の交換空気流パターンを与えるために、直線状で互いに平行な空気流チャネルを用いることも可能であろう。また、流れ方向付けコーンを支持するために他の非分割部材のピンを使用して１つの環状開口を用いることも可能であり、その場合はコーンに個別チャネルの無い連続表面を設けることができる。
空気流チャネル１２０の外側は、ケーシング１０２の内表面１２２（第９図）によって包囲されている。このように、空気流チャネルは、下端部１２４から上端部１２６まで延在して、以下にさらに詳細に説明するように、プルーム室内に交換すなわち「追い出し」空気用の流路を形成している。空気チャネル１２０によって与えられる流路は、粉末を流動化している時にプルーム室から対応の粉末レセプタクルへ逆向きに空気を再循環させることもできる。この機能について以下にさらに詳細に説明する。
エンドピース１０８は、中央開口１２８の周囲に複数の空気流開口１２６を備えている。第９図に示されているように、たわみ弁１１０は、空気流開口１２６の上方にあって、ケーシング１０２の下端部とエンドピースの上表面との間に固定されている。たわみ弁部材１１０は、一般的に一方向弁として作用して、供給管アセンブリ１１０の外側からケーシング１０２の下端部とエンドピース１０８の間の領域内へ空気が流入できるようにする。
高圧空気は、ケーシング１０２に形成された入口ポート１３０（第７図）を通って、供給管部材１０６の出口端部に形成された開放空隙部１１４に流入することができる。簡単にするため、第９図にはポート１３０から空隙部１１４までの流路が示されていない。空隙部１１４へ高圧ガスを供給することによって、供給管アセンブリ１４について前述したものとまったく同様にして、供給管部材１０６の中央内孔内に流動化空気流が誘発される。
第１０及び第１１Ａ図を参照しながら、薬剤レセプタクル蓋に直接貫入できる供給管アセンブリ１００の変更例を説明する。便宜上、第７〜第９図に示されているものに対応する部材はすべて同じ番号とする。供給管貫入部材１４０が、供給管１０６の下端部に配置されている。第１１図に詳細に示されているように、貫入部材１４０は一対の十字内壁１４２を備えており、それらの末端は尖ったブレード構造部１４４になっている。ブレード構造部１４４は、供給管１０４内の四分円位置に配置された４つの分離流路１４６を設けている。流路１４６は、ブレード構造部１４４をホスト管の内壁に取り付けた点を越えた位置で切れるようにしてもよい。
レセプタクル蓋の穿孔と共に、同時に流動化空気入口通路の形成するため、複数の同様な貫入構造部１５０が設けられている。貫入構造部１５０は、キャリヤプレート１５２から、同様な支持構造部に設けることができる。貫入構造部１５０は、供給管貫入構造部１４０について前述したものと同様な円錐形ブレード構造部を備えている。このため、第１０図の構造部は、蓋を供給管アセンブリ１００のガスケット１１２に当接させて引く一回の移動で、薬用レセプタクルの貫通可能な蓋に供給管貫入口と周辺の流動化空気貫入口の両方を設けることができる。
第１１Ｂ図は、管の端部を２つの収束平面に沿って機械加工することによって形成された変更形貫入構造部１５１を示している。これによって得られる尖った部分を押し合わせて、開口１５３を備えた構造部を形成する。貫入部材１５１は、貫入した時に蓋を引き剥がし、開口１５３が開いて粉末を受け取れることから、好都合である。貫入構造部１５１は、機械加工金属と共に成形プラスチックから作製することができる。
次に、第１２Ａ〜第１２Ｃ図を参照しながら、第７〜第９図の供給管アセンブリ１００の使用方法をさらに詳細に説明する。まず、第１２Ａ図に示されているように、事前に形成された供給管及び流動化空気貫入口２００及び２０２を備えた薬剤レセプタクルＲをガスケット１１２に当接させる。ガスケット１１２は、レセプタクルＲの貫通可能な蓋２０４に接するシールとなる。供給管１０６の入口端部は、蓋１０４に貫入するように図示されているが、ガスケット１１２によってシールが得られるので、そのような貫入は本質的なものでないことを理解されたい。しかし、貫入口２００の周囲の蓋の垂れ下がり部分が開放状態に保持されるので、貫入が望ましいであろう。
レセプタクルＲを所定位置にセットした後、第１２Ｂ図に示されているように、一定量の高圧空気を開放空隙部１１４に導入する。高圧空気は、供給管１０６の出口端部を通過するように流れて、レセプタクルＲ内を流れる流動化空気流を誘発する。特に、流動化空気は、矢印２１０で図示されているように、上に重なったプルーム室（図示せず）から空気流チャネル１２０を通って引き込まれる。空気流チャネル１２０を通って引き込まれる空気は、貫入口２０２を通ってレセプタクルに入り、これによって粉末を流動化し、粉末を供給管１０６で引き出す。このため、供給管を流れる空気流は粉末を引き込み、供給管の出口端部で粉末を高圧ガス流と結合させる。結合した粉末、流動化空気及び高圧分散ガスは、次に矢印２１２で示されているように、プルーム室に導入される。
粉末が分散した後、患者はプルーム室から吸入し、これによって、空気流チャネル１２０を通って空気が逆流し、また第１２Ｃ図に示されているように、たわみ弁部材１１０が開いている時、周囲空気が開口１２６から中央開口１２８へ流入する。開口１２６から流入する空気は、主に空気流チャネル１２０を通る。しかし、一部はレセプタクルＲ内へ逆流してから、上方へ供給管を通ってプルーム室に流入する。レセプタクル内のそのような流れは、残っている粉末のすべてをレセプタクルから流し去るであろう。
第１３図を参照しながら、エアロゾル化装置３００の特に好適な実施形態を説明する。本装置３００は、ハウジング３０２と、このハウジング３０２上へ摺動可能な捕獲室３０４とを備えている。ハウジング３０２内にはトランスジェクタアセンブリ３０６が取り外し可能に保持されている。トランスジェクタアセンブリ３０６は、第７〜第９図に示されている供給管アセンブリ１００と同様であり、以下に詳細に説明するように、エアロゾル化薬剤を捕獲室３０４内へ導入するために使用される。この装置３００はさらに、トランスジェクタアセンブリ３０６と組み合わせて薬剤のエアロゾル化に使用されるハンドル３３８を備えたハンドルアセンブリ３３６を備えており、これについては以下にさらに詳細に説明する。ハウジング３０２はさらに、粉末薬剤を含むレセプタクル３４２（第２０図を参照）を受け入れる開口３４０を備えている。
捕獲室３０４は、清掃のためにハウジング３０２から取り外すことができるように、また配備位置（第２０図を参照）と格納位置（第１４図を参照）との間で移動できるように、ハウジング３０２上に摺動嵌着可能な大きさになっている。配備位置では、捕獲室３０４は、トランスジェクタアセンブリ３０６によって導入されたエアロゾル化薬剤を収容する囲い部を形成して、それを患者が吸入できるようにする。吸入後は、捕獲室３０４をハウジング３０２上へ保管用の格納位置まで摺動させることができる。捕獲室３０４を格納及び配備位置に保持するため、二対のデテントピン３０８及び３１０が設けられている。デテントピン３０８、３１０は、ハウジング３０２内のスロット３１２及び３１４にはまる。好ましくは、デテントピン３０８、３１０を外向きに押し付けるようにばね３１６及び３１８を設ける。捕獲室３０４は、底部分３２２及び上部分３２４を備えた室本体３２０を設けている。底部分３２２内には、デテントピン３０８、３１０と係合するように一対の溝（図示せず）が設けられている。捕獲室３０４が配備位置にある時、デテントピン３０８が溝にはまり、捕獲室３０４が格納位置にある時、デテントピン３１０が溝にはまる。デテントピン３０８及び３１０の各々は、捕獲室３０４の底部分３２２の溝と係合するようにＶ字部分３２６及び３２８を備えている。Ｖ字部分３２６及び３２８の特定の角度及び向きを変更することによって、捕獲室３０４の配備及び格納に必要な力の大きさを増減させることができる。この効果の達成を助けるため、室２０４の対応の溝の角度も変えることができる。一般的に、デテントピン３１０は、室３０４をハウジング３０２の上部の方へ上向き移動させるよりも容易に室３０４をハウジング３０２の底部の方へ下向き移動させることができる形状になっている。このように、室３０４は比較的小さい力で格納すなわち保管位置に入るが、室３０４を保管位置から引き出すためには比較的大きい力が必要になる。このように、室３０４は、使用しない時に誤って摺動して開くことのない構造になっている。同様に、デテントピン３０８は、室３０４をハウジング上でデテントピン３０８の方へ下向きに滑らせる場合よりも、室３０４をハウジング３０２から完全に取り外す時の方が大きい力を必要とするように構成されている。これによって、室３０４を配備位置へ摺動させる時に、室３０４が誤って外れることが防止される。
捕獲室３０４を既知の向きでハウジング３０２上に繰り返し取り付けることができるように、好ましくは捕獲室３０４の断面形状を非対称的にする。これは、口金３３１（第１４図を参照）の吸入口３３０が、粉末薬剤を捕獲室３０４に導入するために使用される発射ボタン４１８（第２１図を参照）に対して適当に位置決めされるため、特に好都合である。別の態様によれば、室本体３２０の内部の長手に沿って細長いリッジ３２４を長手方向に延在させることが好ましい。リッジ３３４は、捕獲室３０４を格納位置へ移動させた時、ハウジング３０２と接触して、室本体３２０の他の部分をハウジング３０２から離れた位置に保つことができる。使用後に室本体３２０の内壁に残留粉末が残ることが多い。室本体３２０がハウジング３０２上を摺動して捕獲室３０４を格納させる時、リッジ３３４がハウジング３０２に接触することによって、ハウジング３０２によって室本体３２０からかき取られる残留粉末の量を制限することができる。かき落とされた粉末は団粒化して、装置３２０の後続作動に悪影響を与える可能性があるため、堆積した粉末が室本体３２０の壁から大量にかき落とされることは望ましくない。さらなる態様によれば、底部分３２２とハウジング３０２とが適当にはまり合うようにするため、隆起部分３３５がハウジング３０２に設けられている。
室本体３２０は、透明材料で形成されることが好ましく、一般的にプラスチック製である。使用中に室本体３２０の壁に蓄積される電荷の量を制限するため、このプラスチックは、米国特許第５，３４２，８８９号、第５，３４８，９９５号及び第４，７１９，２６３号に記載されているような本来的に導電性のポリマーにすることもでき、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
第１４図を参照しながら説明すると、捕獲室３０４が格納位置に示されており、これを利用して吸入ポート３３０の作用をさらに詳細に説明する。捕獲室３０４は、吸入開口３３０上に被せられるカバー３４４を備えている。カバー３４４は、保管中に外部の埃や粒子が捕獲室３０４の内部に入らないようにすると共に、トランスジェクタアセンブリ３０６によって導入されたエアロゾル化薬剤を、吸入の準備ができるまで室３０４内に保持するために用いられている。カバー３４４には、カバー３４４の閉鎖時に吸入ポート３３０の上に当たるシール３４６を設けることもできる。エアロゾル化薬剤を導入する時、捕獲室３０４内の圧力が増加する。シール３４６はブリード弁として機能して、室３０４内の加圧ガスの一部が自発的に逃げることができるようにする。このように室内の圧力を低下させることは、吸入のためにカバー３４４を持ち上げた時に薬剤の「吹き出し」が逃げないようにする点で好都合である。
捕獲室３０４は、好ましくは約５０ｍｌ〜７５０ｍｌ、さらに好ましくは約１００ｍｌ〜２５０ｍｌの閉鎖体積であることが好ましい。エアロゾル化薬剤が室３０４に導入された時、Ｐ1Ｖ1＝Ｐ2Ｖ2、Ｔ＝平衡定数としてボイルの法則によって説明されるように、内部の圧力は室内へ排出される正味ガス量及び室の体積に比例して周囲よりも増加する。例えば、８ｍｌのガスを２１０ｍｌの室に導入すると、約０．６ｐｓｉの圧力上昇になる。このため、シール３４６が約８ｍｌのガスを逃がすことによって圧力を０．６ｐｓｉだけ低下させることが望ましい。シール３４６は、シリコーン、ウレタンまたは同様な可撓性エラストマーで構成することが好ましいが、薄いマイラーまたは金属ペタルまたはプレートなどのばね付勢形剛性弁で同様な機能を持った弁にすることもできる。
第１５図を参照しながら、トランスジェクタ３０６のハウジング３０２内への取り付けをさらに詳細に説明する。ハウジング３０２は、トランスジェクタアセンブリ３０６をはめ込むことができる大きさの円筒形開口３４８を備えている。開口３４８は、アセンブリ３０６のキー部分３５２をはめ込むキースロット３５０を備えている。キースロット３５０は、トランスジェクタアセンブリ３０６を開口３４８に挿入する時に既知の向きに繰り返しセットできるようにするために設けられている。トランスジェクタアセンブリ３０６を開口３４８内に固定するためのロックナット３５４が設けられている。ロックナット３５４は、ナット３５４の締め付け及び解除時にナット３５４を回転させやすくするための一対のタブを備えている。トランスジェクタアセンブリ３０６を取り外すためには、ナット３５４を緩めて取り外し、トランスジェクタアセンブリ３０６をハウジング３０２から持ち上げる。あるいは、ナット３５４は、トランスジェクタアセンブリ３０６を所定位置に保持するように開口３４８内にスナップ式にはめ込む形状にしてもよい。
第１６及び第１７図を参照しながら、トランスジェクタアセンブリ３０６の構造をレセプタクル３４２と共に詳細に説明する。第１７図にわかりやすく示されているように、トランスジェクタアセンブリ３０６は、ケーシング３５８と、ガス流方向付けコーン３０６と、供給管部材３６２と、エンドピース３６４と、たわみ弁部材３６６と、エンドガスケット３６８とを備えている。トランスジェクタアセンブリ３０６は、レセプタクル内の粉末薬剤の抜き取り及びエアロゾル化に関して第７〜第９図に示されている供給管アセンブリ１００とほぼ同様に作動する。トランスジェクタアセンブリ３０６が供給管アセンブリ１００と異なっている点は、トランスジェクタアセンブリ３０６は変更形の貫入部材３７０と一対の貫入構造部３７２を備えていることである。貫入部材３７０は、供給管３６２の下端部に配置されて、貫入部材３７０がレセプタクル３４２内へ導入された時に、供給管アセンブリ１００に関連して説明したようにして、レセプタクル３４２から粉末を抜き出すために使用される。貫入構造部３７２は、レセプタクルの蓋の穿孔と、流動化空気流入路の形成とを同時に行うように設けられている。貫入構造部３７２が特に好都合である点は、それが製造しやすく、従ってトランスジェクタアセンブリ３０６の全体コストを低下させることである。レセプタクルの蓋を穿孔しやすくするため、第２１、第２３及び第２４図に示されているように、貫入構造部３７２に１つの先端ではなく複数の先端を設けることもできる。
第１８及び第１９図に示されているように、レセプタクル３４２は、貯蔵部分３７８を貫通可能な蓋３７６で覆ったレセプタクル本体３７４と、タブ３８０とを備えている。タブ３８０には、以下に詳細に説明するようにレセプタクル３４２をトランスジェクタアセンブリ３０６と整合させるための穴３８２が設けられている。
蓋３７６を貫通するため、貫入部材３７０及び貫入構造部３７２が第１９図に示されているように蓋３７６を穿孔するまで、レセプタクル３４２を上昇させる（またはトランスジェクタ３０６を降下させる）。貫入構造部３７２は、貫入部材３７０に対して傾斜して、缶切りと同様に作用することによって蓋３７６の一部を剥がして、空気流入路を形成する。レセプタクル３４２が所定位置に入ると、一定量の高圧空気流が開放空洞部３８４へ吹き込まれ、これが供給管３６２の出口端部を通過することによって、レセプタクル３４２内の粉末薬剤をトランスジェクタアセンブリ３０６へ引き込むことは、第１２〜第１２Ｃに記載されている供給管アセンブリ１００と同様である。貫入部材３７０及び貫入構造部３７２が蓋３７６を穿孔する時、エンドガスケット３６８がレセプタクル本体３７４に接して、レセプタクル３４２に対するシールを形成する。
第２０及び２０Ａ図を参照しながら、開口３４０へのレセプタクル３４２のセットについて以下に詳細に説明する。タブ３８０を掴んで、レセプタクル本体３７４を開口３４０に挿入することによって、レセプタクル３４２を開口３４０に送り込み、やがてレセプタクル本体３７４のストッパ肩部３７５がガイドピン３７７（第２１図も参照されたい）に係合して、その上にキャリヤ４４２（第２２図も参照されたい）が載りかかって、それ以上に移動できないようにする。この時点で、穴３８２がピン３８６とほぼ整合する。次に、レセプタクル３４２を開口３４０内で上昇させて、穴３８２にピン３８６をはめ込むと、ピンはレセプタクル３４２を案内して整合させ、やがてエンドガスケット３６８と係合する（第１９図を参照）。常に、タブ３８０はハウジング３０２の外側に残っている。このように、タブ３８０が捕獲室３０４の格納を防止するので、捕獲室３０４の早期閉鎖が防止される。このように、タブ３８０によって、レセプタクル３４２が装置３００に装填されている時、捕獲室３０４は常に配備位置にあるようにすることができる。このため、レセプタクル３４２を装置３００に装填するには、捕獲室３０４が常に配備位置になければならない。レセプタクル３４２の特定の穴形状だけにはまるように、ピン３８６にキーを付けてもよい。これによって、装置は、所定薬剤を含む特定のレセプタクルだけを受け入れる構造にすることができる。あるいは、装置３００のキー構造を、複数のピンとレセプタクル側の同数の穴で設けてもよい。
第２１〜第２７図を参照しながら、エアロゾル化薬剤を生成するための装置３００の作動を説明する。第２１図に示されているように、ハンドルアセンブリ３３６のハンドル３３８は、ピストン３８８に作動連結されており、ピストン３８８はシリンダ３９０内に移動可能に保持されている。ピストン３８８をハンドル３３８に連結するためにリンク３９２が設けられている。第２５及び第２６図に示されているように、ハンドル３３８がハウジング３０２から離れるように半径方向外向きに移動する時、リンク３９２がシリンダ３９０から引き出されて、ピストン３８８を上昇させる。ハンドル３８８が完全に延出した時（第２５図）、ピストン３８８は格納位置にある。ハンドル３３８がハウジング３０２の方へ移動して戻る時、ピストン３８８はシリンダ３９０内で移動して、シリンダ３９０内のガスを加圧する。第２１図に示されているように、シリンダは、リテーナ３９６内に保持された一方向弁３９４を備えている。一方向弁３９４は、ピストン３８８が伸張位置へ移動する時に空気をシリンダ３９０内へ流入させる「ダックビル」形弁であることが好ましい。ハンドル３３８を閉じた時、弁３９４が閉じて、空気がシリンダ３９０から弁３９４を通って逃げないようにする。シリンダ３９０からの加圧空気は、移送または出口管３９８（第２１及び第２５図を参照）を介して逃がし弁アセンブリ４００へ送られる。
第１９図で説明したように加圧ガスが開放空洞部３８４へ送られるように、逃がし弁アセンブリ４００はトランスジェクタアセンブリ３０６と連通している。弁アセンブリ４００とトランスジェクタアセンブリ３０６との間にシール４０２を設けて、弁アセンブリ４００から供給された高圧空気が弁アセンブリ４００とトランスジェクタアセンブリ３０６との間の接合部から逃げないようにしている。シール４０２は、ウレタン、シリコーンまたは同様なエラストマーで構成するのが好ましく、トランスジェクタアセンブリ３０６の長手方向軸線に対して傾斜している。このように、トランスジェクタアセンブリ３０６は、ハウジング３０２に対する挿入及び取り外しが容易である一方、同時に接合部を十分にシールすることができる。
弁アセンブリ４００は、弁軸４０４と、空気がアセンブリ４００を流れるのを選択的に阻止する弁ポペット４０６とを備えており、これについては第２７〜第２９を参照しながら詳細に後述する。第２１〜第２４図には、弁アセンブリ４００が開放位置に示されて、ポペット４０６が弁座から離れている。そのような状態では、シリンダ３９０内の空気が出口管３９８から逃げるので、ピストン３８８の移動時にシリンダ３９０内のガスが十分に圧縮されない。弁アセンブリ４００が閉鎖されている時、空気は出口管３９８から逃げることができないので、シリンダ３９０内の「１行程」分だけの空気が圧縮される。本発明の特に好適な態様によれば、装置３００は、ピストン３８８が伸張位置に達した時に弁アセンブリ４００を閉鎖することによって、ハンドル３３８がハウジング３０２の方へ移動して戻った時、シリンダ３９０内の空気が圧縮されるように構成される。このように弁アセンブリ４００を閉鎖するため、ハンドルアセンブリ３３６は、ラック４１０を固定したリンク４０８（第２２図を参照）を備えている。ラック４１０には、弁リセットリンク４１４（第２１及び第２４図を参照）を収容する細長いスロット４１２が設けられている。第２１及び第２４図に示されているように、リセットリンク４１４はローラカム４１６に回動可能に取り付けられている。ローラカム４１６は、弁解除ボタン４１８に回動可能に取り付けられている。
第２５及び第２６図に示されているように、ハンドル３３８がハウジング３０２から離れる方向へ移動して、完全伸張位置に到達する時、リンク４０８がピン４２０回りに回動することによって、リセットリンク４１４がスロット４１２内を摺動して、やがてスロット４１２の左端部に到達する。この時、リセットリンク４１４はハンドル３３８の方向へ移動して、ローラカム４１６をピン４２２回りに回動させる。ハンドル３３８がさらに移動すると、ローラカム４１６がオーバセンタ位置で固定する。ローラカム４１６がオーバセンタ位置で留まると、解除ボタン４１８をハウジング３０２から外向きに移動させて、弁棒４０４がローラで上方へ押し進められることによって、ポペット４０６が弁座４５２に当接し（第２９図を参照）、これによって弁アセンブリ４００を閉じる。同時に、ピストン３８８がリンク３９２を介して伸張位置へ移動する。ハンドル３８８がハウジング３０２の方へ移動して戻ると、リセットリンク４１４はスロット４１２内を摺動する一方、カム４１６はオーバセンタ位置に残って、弁アセンブリ４００を閉鎖状態に保持する。同時に、ピストン３８８がシリンダ３９０内を移動して、シリンダ３９０内の空気を圧縮する。使用者が捕獲室３０４内にエアロゾル薬剤を発生する準備ができると、解除ボタン４１８を押して、カム４１６をオーバセンタ位置から移動させ、弁アセンブリ４００を開放できるようにする。
１つの特定の態様によれば、装置３００は、ハンドル３３８を完全に伸張させることによってカム４１６をオーバセンタ位置に入れると共に弁４００を閉じるまで、ハンドル３３８がハウジング３０２の方へ戻る移動を阻止する構造にすることができる。このようにハンドル３３８の移動を制限するために、ハンドルアセンブリは、ラック４１０上のラチェット歯４２６と噛み合うインターロック爪４２４（第２２図を参照）を備えている。ハンドル３３８が伸張してカム４１６をピン４２２回りに回動させると、爪４２４がラック４１０の歯４２６と噛み合って、カム４１６がオーバセンタ位置へ移動して弁アセンブリ４００を閉鎖するまで、ハンドル３３８の閉鎖を阻止する。カム４１６がオーバセンタ状態になるまで爪４２４をラチェット歯４２６に押し付けるため、インターロック爪ばね４２５が設けられている。このようにして、空気をトランスジェクタアセンブリ３０６へ早く送りすぎることになるハンドル３３８のポンピングが防止される。ユーザがレセプタクルをすでに装填して穿孔している場合、そのような早期送りは望ましくない。あるいは、弁アセンブリ４００が閉鎖されるまで、トランスジェクタアセンブリ３０６によるレセプタクル３４２の穿孔を防止するため、インターロックを設けてもよい。
第２２及び第２５図を参照しながら、ハウジング３０２に対するハンドル３３８の移動をさらに詳細に説明する。ハンドルアセンブリ３３６はさらに、ピン４３２でハウジング３０２に回動可能に連結されたリンク４３０を備えている。ハンドル３３８をリンク３９２及びリンク４０８に連結するのは、リンク４３４である。リンク３９２、４０８、４３０及び４３４が一緒になって、ハンドル３３８をハウジング３０２に対してほぼ平行に維持しながら、それから半径方向外向きに移動させることができる４本バー形リンク機構を形成している。さらに、弁アセンブリ４００を閉鎖して、ハンドル３３８をハウジング３０２の方へ移動させて戻す時、ハンドルの移動範囲全体にほぼ均一の力が必要である。このように、ユーザがハンドル３３８をハウジング３０２の方へ押し付けて戻すことによって、シリンダ３９０内の空気を圧縮する時、ユーザは圧縮段階全体でほぼ均一の抵抗力を感じる。さらに、ハンドル３３８がハウジング３０２から離れる方向へ移動する最大距離が短縮されることによって、小さい手で作動させやすくなる。
第２２及び第２３図に示されているように、装置３００はさらに、レセプタクル３４２を開口３４０内へ移動させて、貫入部材３７０及び貫入構造部３７２がレセプタクル３４２の蓋３７６を穿孔できるようにするキャリッジアセンブリ４３６を設けている。キャリッジアセンブリ４３６は、ピン４４０でハウジング３０２のフレームに回動可能に連結されたつまみトグル４３８を備えている。レセプタクル３４２はキャリヤ４４２内に保持され、キャリヤ４４２はリンク４４４でつまみトグル４３８に連結されている。キャリッジアセンブリ４３６の作用は以下の通りである。最初に、前述したようにレセプタクル３４２を開口３４０に挿入して、レセプタクル３４２をキャリッジ４４２に載置する。次に、つまみトグル４３８を押して、トグル４３８をピン４４０回りに回動させ、キャリヤ４４２をトランスジェクタアセンブリ３０６の方へ上昇させる。第２５図にわかりやすく示されているように、トランスジェクタアセンブリ３０６がレセプタクル３４２の蓋を穿孔して、リンク４４４がオーバセンタへ移動するまで、つまみトグル４３８を押圧する。リンク４４４がオーバセンタになった時、レセプタクル３４２はトランスジェクタアセンブリ３０６のエンドガスケット３６８に当接した適所に固定される（第２５図を参照）。好ましくは、キャリッジアセンブリ４３６は、キャリヤ４４２の行き過ぎ量を補償する構造にする。このようにして、レセプタクル３４２がトランスジェクタアセンブリ３０６で穿孔された後、キャリヤ４４２は緩められるが、まだトランスジェクタアセンブリ３０６とレセプタクル３４２との間に十分なシールを与えることができる。キャリヤ４４２を降下させるため、つまみトグル４３８を上昇させて、リンク４４４をオーバセンタから移動させる。次に、タブ３８０を掴んで、レセプタクル３４２を開口３４０から引き抜くことによって、レセプタクル３４２を開口３４０から取り外すことができる。
第２７〜第２９図を参照しながら、逃がし弁アセンブリ４００の構造をさらに詳細に説明する。弁アセンブリ４００は、入口ポート４４８及び出口ポート４５０を備えたケーシング４４６を含む。シリンダ３９０を弁アセンブリ４００に接続する出口管３９８が、入口ポート４４８に挿通されている。前述したように、出口ポート４５０とトランスジェクタアセンブリ３０６との間に接合部シール４０２が配置されている。
第２８図には、弁アセンブリ４００が開放状態に示されている。開放時には、ポペット４０６がＯリング弁座４５２から離れている。ポペット４０６は、ダイアフラム４５６によって（出口ポート４５０を除いて）外部環境から密閉された中央室４５４内に保持されている。開放時には、出口管３９８から中央室４５４内へ導入された空気がポペット４０６の周囲を自由に流れて、出口ポート４５０から流出する。閉鎖時（第２９図を参照）には、出口管３９８から中央室４５４内へ導入された空気が、ポペット４０６を弁座４５２に押し付け、それによって圧縮空気が中央室４５４から逃げることを阻止している。弁アセンブリ４００は、ポペット４０６と弁座４５２との間のシールが約１２０ｐｓｉ、さらに好ましくは約８０ｐｓｉの圧力に耐えるように構成することが好ましい。
弁アセンブリ４００を開放するためには、解除ボタン４１８を押圧してカム４１６をオーバセンタ位置から移動させ、ポペット４０６が弁座４５２から離れることができるようにする。ポペット４０６を弁座４５２から離脱させるため、ばね４５７が設けられている。ばね４５７は好ましくは、室４５４内の圧縮空気で発生してポペットの反対側に作用する力に打ち勝つことができる大きさの力を与えるように選択される。このため、解除ボタン４１８を押圧した時、ばね４５７が室４５４内の圧縮空気で発生した力に打ち勝って、急速にポペット４０６を弁座４５２から離脱させ、弁が開くようにする。弁は急速に開放して、シリンダ３９０及び管３９８内の圧縮空気は、ほぼ瞬間的に中央室４５４から出口ポート４５０を通って突進して、前述したようにトランスジェクタアセンブリ３０６へ送られる。このように、弁アセンブリ４００は「スナップ」作用式に作動して、再現可能で予定通りに粉末を十分にエアロゾル化できるように、適正量のガスを迅速かつ急激であるが不可逆的にトランスジェクタアセンブリ３０６へ送ることができる。
装置３００の作動に関してユーザに音声指示を行うため、ハウジング３０２に電子メモリチップをスピーカと共に設けることもできる。チップは、装置３００の作動に関する電子情報を記憶したＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭまたはＰＡＬチップであることが好ましく、捕獲室３０４の配備時に作動するように構成する。これにより、ユーザが処置の準備をすると、音声指示が与えられる。好ましい指示として、室３０４の配備、ハンドルアセンブリ３３６での装置の充填、呼吸指示等と共に、製造者によって決定された他の関連情報が含まれる。
以上に本発明を、理解を助けるために図面及び例である程度詳細に説明してきたが、添付の請求項の範囲内において一定の変更を加えることができることは明白である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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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２０Ａ】
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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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