(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生理学的物質を人間または動物の被験体に投与する装置（１）であって、ハウジング（２、３）と、該ハウジングに連結された、生理学的物質を収容する生理学的物質容器（10）と、前記生理学的物質の排出部（５）を前記装置（１）から人間または動物の被験体に方向付ける手段と、制御手段（16）とからなり、
さらに、少なくとも１つの小滴排出器（14）を備え、
おのおのの前記小滴排出器（14）が、複数の独立して駆動する小滴排出レジスタと、複数の小滴排出オリフィス（15）とからなり、前記小滴排出レジスタがそれぞれ別個に前記制御手段（16）に操作可能に連結され、少なくとも１つの前記小滴排出器（14）が前記生理学的物質容器（10）に互いに液体連通され、前記制御手段（16）がさらに投与信号を発するようにされており、該投与信号が、生理学的物質の複数の別個の小滴を、所定の方法で前記複数の小滴排出オリフィス（15）のうちの選択されたものを通り、前記ハウジング（２、３）内へ入り、排出部（５）を方向づける手段内へ入り、人間または動物の被験体へ向けて排出するために、所定の方法で前記複数の小滴排出レジスタのうちの選択されたものへ送られる所定組の小滴排出信号からなり、
前記複数の小滴排出レジスタが独立して駆動可能であり、かつ、前記制御手段（16）に操作可能に互いに連結され、さらに前記制御手段（16）が前記投与信号を制御するように構成されており、
前記複数の小滴排出レジスタのうち、いずれが少なくとも１つの前記小滴排出信号を受け取るかを含み、前記所定のセットの小滴排出信号を前記複数の小滴排出レジスタのうちの選択されたものへ送り、すべてが、それぞれの前記投与信号に対して少なくとも１つの前記小滴排出器（14）によって排出される複数の別個の小滴の全体積の高度な制御を提供する状態を含み、
正確に制御された数の前記複数の別個の小滴と前記複数の排出オリフィス（15）から排出して、小滴サイズの改善された制御を実現し、前記生理学的質を有効に投与するために、前記複数の小滴排出レジスタが前記所定組の前記複数の小滴排出信号に応答する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記複数の小滴排出レジスタと前記複数の小滴排出オリフィス（15）とのあいだに配置された前記生理学的物質の部分の範囲内で、しかも前記複数の小滴排出レジスタの選択されたものによる前記複数の小滴排出信号の受取りに基づいて、拡大する気泡を形成することによって前記複数の別個の小滴を排出するように、前記複数の小滴排出レジスタが、前記複数の小滴排出オリフィス（15）の後ろに配設されてなる請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】
それぞれの前記小滴排出レジスタが、各小滴排出オリフィス（15）に関連づけられてなる請求の範囲第２項記載の装置。
【請求項４】
それぞれの前記小滴排出オリフィス（15）が、直径10ミクロン未満の前記生理学的物質の小滴を排出するように選択された寸法を有する請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項５】
前記吸入ハウジング（２、３）が、空気流を制御するためのダンパーを有する少なくとも１つの空気吸入ベント（７）を備え、
前記複数の小滴が、前記少なくとも１つの空気吸入ベント（７）から前記ハウジング（２、３）を通って前記排出部（５）を方向づける手段へと流れる空気流に乗せられる請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項６】
前記被験体の吸入を検出する手段（19）をさらに備え、前記検出手段が、信号を前記制御手段（16）へ送り、それから、順に前記所定のセットの小滴排出信号を前記複数の小滴排出レジスタのうちの選択されたものへ発する請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項７】
前記装置（１）を手で把持することができるとともに携帯可能であり、さらに、前記少なくとも１つの小滴排出器（14）および制御手段（16）に電気的に連結された少なくとも１つの電池（17）を備えた請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項８】
前記制御手段（16）が、同一の前記小滴排出信号を複数の前記小滴排出レジスタへ同時に発するように構成されてなる請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項９】
前記制御手段（16）が、少なくとも前記投与信号の配置に関連してプログラムを組むことができ、それにより、前記所定のセットの小滴排出信号内に含まれる別個の小滴排出信号を含み、前記複数の小滴排出レジスタのどれが前記所定のセットの小滴排出信号におけるそれぞれの前記小滴排出信号を受け取ることができるかを含む請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１０】
前記制御手段（16）が、第１および第２パラメータのうちの少なくとも１つに関連してプログラムを組むことができ、前記第１パラメータが所定のプログラムにしたがって排出される前記複数の別個の小滴数を変えるようになっており、前記第２のパラメータが所定のプログラムにしたがって前記複数の別個の小滴の排出周期を変える請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項１１】
吸入ハウジング（２、３）と、該吸入ハウジング（２、３）に結合されたマウスピース（５）と、吸入される流動可能な物質を有する容器（10）とからなり、
さらに、前記容器（10）に結合された、複数の分与ノズル（15）および複数の加熱要素を含むバブルジェット排出器（14）を備え、
ガス流中の有効物質小滴の蒸発を促進し、小滴サイズを減少させるための前記流動可能な物質の第１の部分が前記複数の加熱要素と前記複数の分与ノズル（15）とのあいだに配置され、前記複数の加熱要素の駆動が、前記流動可能な物質の第１の部分内の気泡を作り出し、該気泡が拡大して少なくとも１つの前記複数の分与ノズル（15）を通して前記流動可能な物質の前記第１の部分の少なくとも一部を排出することを特徴とする吸入器。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は手で把持する分与装置に関する。当該装置は生理学的に有効な物質（active substance）の自己投与にとくに適しており、本明細書中では主としてかかる用途について強調して記載されるが、他の目的に用いられてもよい。
発明の背景
呼吸器系を経る薬剤の分与のために現在主として３つの方法、すなわち、計量された用量吸入器（metered dose inhalers）、ドライパウダー吸入器、および噴霧器がある。
計量された用量吸入器（「MDI」）は、喘息の処置に広く用いられている。このMDIは、操作時にエアゾールの計量された用量を噴出するバブルを備えた、加圧されたエアゾール容器内に、プロペラント（propellant）とともに包装された薬剤を有している。かかる装置は、携帯することができ、小さくかつ運搬するのに便利であるが、プロペラントの蒸気圧が変化するにつれ分量、分与速度、小滴の分布サイズにおいて変化する用量を分与している。プロペラントの圧力は温度とともに変化し、内容物が空になると著しく減少し、その結果、用量の変化はかなりの範囲にわたる。プロペラントの不完全な蒸発は、スティック（sticking）および衝撃領域における薬剤の小滴の偏在を引き起こし、ひいては好ましくない副次的な効果を惹起する。たとえば、気管支ステロイドは、局所的な免疫抑制と局所的な真菌性の感染症とを引き起こし、同時に気管支拡張剤の偏在は望まれない全身性の情動を伴う嚥下へと導きうるものである。加えてMDIの使用は、手動のバルブ操作と吸入とのあいだにある程度の同期を必要としており、多くのユーザーはこの同期を困難と考えている。
ドライパウダー吸入（「DPI」）装置は、流動性をもたせ、気管支系内部に有効なパウダーを投与するために大量の吸入空気を必要としている。これは前記MDIの問題を回避しているが、DPIは湿気に敏感で、吸入されたパウダーに敏感な人のばあい喘息の発作を引き起こすかも知れない。そのうえ、吸入力は個人によって変化するので、投与される量が変化する。
噴霧器は、キャリヤガス流の液体を霧化することによってエアゾールを発生させるが、連続したガス圧縮器や、大量の圧縮ガスを必要とする。一般的にエアゾールの小滴のサイズは、キャリアガス圧力と速度との関数であり、それ故、ガス流において有効物質の濃度を独立して変化させることは容易にできない。吸入は噴霧器のノズル内の圧力を減少せしめ、このため用量および粒子サイズは、各呼吸の期間と強さとによって影響される。多くの噴霧器は、吸入と吐出とのあいだで連続して作動するが、噴霧器から貯蔵チャンバへのエアゾール化されたガス流を計量するための特別の制御装置を採用することができる。なおユーザーは、該チャンバから充填する。
一般的にこれらの装置の各用量の精度は、所望の精度を下回り、用量の広い余裕度を有する薬剤への使用に制限されている。いずれのばあいも、意図された適用箇所への有効な薬品の分与は、ひとえにユーザの技術にかかっており、用量および個人により変化しうるものである。局所的に作用する薬剤を用いて、鼻および肺の現在の治療を最適にする改善された分与システムが要求されているばかりでなく、より満足のいく分与手段が入手できるなら、さらなる局所的および全身的な薬剤投与の可能性があることが長いあいだ認められている。医学の進歩が、ペプチド、たんぱく質および鎮痛剤などの薬剤の肺における分与が従来の経口または注射による分与手段と比べてかなり有利であることを示唆している。たとえば、糖尿病のためのインシュリンは、もし適切な分与手段が入手できるなら肺のルートを経て分与できる。肺組織上への薬剤粒子の堆積は、粒子または小滴のサイズ、形状および密度の関数である。多くの薬剤に対して、正確な用量または投与速度の制御とともに、これらのファクターの１または２以上の制御が好ましい。しかしながら現在のところ、かかる要求を満足する薬剤の分与手段はない。
吸入によりニコチンを供給するが、たばこの燃焼を必要としないたばこの代替物を提供する多くの試みがなされている。たばこの代替物の提供には、治療剤の投与における複雑性以外の複雑さを含んでいる。たとえば錠剤の形で、またはトランスダームパッチ（transdermal patches）を経るなどしてニコチンを投与するのは比較的容易であるが、この形態は愛煙家を満足させるものではない。なぜならかかる形態は、燃焼しうるたばこを常用している者（愛煙家）によって獲得される重要かつ複雑な生理学的および心理学的な愛好感を満足しないからである。受け入れることのできる代替物を提供する試みにおいて、たばこを燃焼させることなく吸入時にニコチンを供給する多くのたばこ代替物が提案されている。概念的には、かかる装置は吸入者にとってはたばこの吸入ほど害はなく、まわりの人の受動的なたばこ吸入の害を回避し、たばこ吸入に伴う火災および環境問題を回避するものである。しかしながら、これらの主たる利点にも拘らず、消費者を納得させるような提案には程遠い。
初期のたばこ代替物は、液体ニコチンを含有した組成物をしみこませた多孔質キャリヤを採用していた。空気流は、当該多孔質有孔キャリヤを通して、ニコチンを揮発するために引かれる。このアプローチは、吸引（puff）ごとのニコチンが不充分であり、キャリヤが乾燥しがちであり、空気温度、湿度、ユーザーの肺の容量およびキャリヤ内に残存している液体組成物の量によって、吸引ごとに分与するニコチンの量が変わる。
つぎの装置は加圧されたエアゾール容器からニコチンを分与し、該容器から機械的なバルブ操作器によりニコチンが放出されうる。かかる装置のひとつにおいて、操作頻度および時間を制限するためにバルブがマイクロプロセッサにより制御されている。しかしながら分与された用量は、容器内に残存しているエアゾールの蒸気圧力と、バルブ操作の期間とにより変化する。使い捨て可能な圧力容器、エアゾールバルブおよびCFC（クロロフルオロカーボン）プロペラントが、有効な物質のコストをかなり増加せしめている。これらの装置は、叙上のMDI装置とその欠点が同じである。
さらに他の装置においては、ニコチン含有物質が加熱され一定量のニコチンを蒸発せしめており、当該ニコチンは吸入のために利用できる。この装置により分与されるニコチンの量は制御が困難であり、温度に依存している。かかる装置のひとつにおいて、ニコチンを含有している複数のペレット（pellet）が継続的に加熱され、その結果、それぞれのペレットが所定の用量を放出する。しかしながらこのばあい、ペレット製造のあいだに用量は固定され、エアゾールの粒径は制御不能であり、かつ、吸入された空気温度は用量と独立して変化することはできない。
吸引ごとのニコチンの量、吸引（すなわち一服（draw））の温度、吸引時の香味の粒子の存在とそのサイズ分布などのファクターが、愛煙家を満足させるのにかなり重要である。現在提案されている種々の代替物は、単に多くの愛煙家には受け入れられないことを証明しているにすぎない。
現在、ユーザーの要求に応えて吸引ごとに分与されるニコチンの量を調整し、および（または）計量された用量を適切かつ正確に維持する、満足できる手段を提供している装置はない。さらに、かかる装置は、喫煙中にえられる感覚（sensation）に似た作用を充分に奏するものではない。
たばこ代替物の必要条件は、それを満足させるのが困難であるので、本明細書において本発明は主としてニコチンの分与に関して記載されている。しかしながら、本発明がもっと広く適用されうるものであり、かつ、好ましくは種々の薬剤の用量を分与することができ、さまざまな人が種々の回数で適用することができる装置のための一般的な必要性に向けられたものであることが理解できるであろう。
かかる点を考慮した装置の好ましい実施例は、喫煙よりも害の少ないニコチン投与形態として用いることができ、また喫煙したり、喫煙を止めようとしている人達のあいだのニコチン依存性を減少したり取り除いたりするのに用いることができる。
本発明の目的は、少なくとも叙上の従来技術の不都合な点を回避する、有効物質の投与または自己投与のための方法および手段を、とくに制限を設けることなく提供することである。吸入による投与のために有効物質を分与するための方法および手段を提供することが本発明の好ましい実施態様の目的である。
たばこ代替物を提供することが本発明の他の好ましい実施態様の目的である。
発明の開示
一態様によれば、本発明は、吸入によって物質を人間または動物の被験体に投与する方法であって、
（ｉ）作動信号に応じて、前記物質の所定数の別個の小滴を少なくともひとつの小滴排出器より排出する工程、および
（ii）前記小滴を吸入の空気流に乗せる工程
からなる方法に関する。
第２の態様によれば、本発明は、物質を人間または動物の被験体に局所応用する方法であって、
（ｉ）作動信号に応じて、前記物質の所定数の別個の小滴を少なくともひとつの小滴排出器より排出する工程、および
（ii）前記小滴を前記被験体の選択された範囲または領域に向ける工程
からなる方法に関する。
第３の態様によれば、本発明は物質を人間または動物の被験体に投与する装置であって、
投与すべき物質、および作動信号に応じて前記物質の所定数の別個の小滴を排出する手段を収容する小滴排出器、および
前記排出された小滴を被験体に、または被験体内に方向づける手段
からなる装置に関する。
投与されるべき物質は治療薬または他の生理学的に有効な薬剤であってよく、かつ、液体のキャリヤ中のコロイド状の固体もしくはエマルジョンなどの液体、溶液または懸濁液であってよい。
本発明の好ましい実施例において、小滴排出器（「DED」）はインクジェット印字に用いられる種類の圧電装置またはインクジェット印字に用いられる種類の感熱「バブルジェット」装置である。
これらの装置は、ときには「ドロップレット  オン  ディマンド（droplet on demand）」と呼ばれる。一例として、圧電装置は「インクジェット印字（Ink−Jet Printing）」［エム．ドーリング  フィリップス  テクニカルレビュー  40、192−198、1982年度第７巻（M.Doring Philips Tech Rev 40,192−198,1982 No.7）］に概略記載されており、一方、感熱装置は「感熱インクジェット印字カートリッジ設計ガイド（Thermal Ink−Jet Print Cartridge Designers Guide）」（第２版  ヒューレット  パッカード（Hewlett Packard））に概略記載されており、両者とも本明細書中に参考として引用している。
典型的な感熱装置は、簡単に言えば、同軸状に分割したアレイ状の12個のノズルが設けられた、液体含有チャンバを具備し、かつ、それぞれのノズルの裏側に直接設けられた12枚の薄膜抵抗体を有している。各ノズルは、対応する抵抗体が短い電気的パルスによって通電されるとき前記チャンバから液体の小滴を供給する。このように抵抗体は排出手段として機能している。数マイクロ秒のあいだに、液体は前記抵抗体と接触し、バブルを形成する。蒸気のバブルは急速に成長し、バブル上の液体に運動量を付与する。この液体のいくつかは、典型的には毎秒10メートルをこえる速度で隣接するノズルから小滴として排出される。排出された液体は、毛細管現象、または折り畳むことができる貯蔵ブラダー（bladder）、ピストンなどに作用する大気圧によって貯蔵器からチャンバ内に自動的に置換される。この種の装置は印字のために用いられるとき、約50ミクロンの直径の典型的な小滴を毎秒10メートルをこえる速度で排出し、小滴排出度数（drop ejection frequency）の上限は毎秒数千個である。圧電装置は圧電セラミックに電圧パルスを印加することによって発生した、流体中の圧力波によって小滴を発生する。当該圧電セラミックは、この装置においては排出手段として作用する。感熱装置のばあい、小滴は微細な間隙から排出される。液体は微小な小滴の形で排出されるが、この排出速度は電圧パルスに含まれるエネルギーに依存する。従来のインクジェットの応用においては、約150ミクロンの小滴直径で毎秒２メートルをこえる速度と、毎秒6000個をこえる小滴排出量とが達成される。
従来のインクジェットプリンターに用いられるような「ドロップレット  オン  ディマンド」または「小滴排出」器は、本発明の実施例に用いてもよいが、本発明に用いる小滴排出器は印字のために用いられるものと異なるのが好ましい。印字のばあい排出オリフィスは、典型的には、たとえば２×６または４×６のオリフィスなど矩形のマトリックス状に配列され、該オリフィスから0.7mmないし1.0mmの距離で印字ヘッドをこえて動く紙の上で小滴を形成するためにオリフィスの種々の組み合わせから平行に排出される。小滴の大きさは、最適の印字品質と、高いドット解像度（resolution）とを与えるべく選択される。本発明において使用するために、印字のために用いられる数よりも少ないか、または多い数のオリフィスが存在してもよいが、オリフィスは平行なオリフィス軸を有する矩形マトリックス状に配列される必要はない。小滴排出オリフィスはたとえば円状にされてもよく、および（または）それぞれの軸に収斂するか、または発散する角度に向けられてよい。また本発明における使用のためには、印字のために有益である大きさより小さい小滴を排出することが好ましい。さらに、小滴排出オリフィスの直径は互いに異なっていてもよい。その結果、装置から噴霧された有効薬剤のサイズは、小滴排出にどのオリフィスを用いるのかを選択することよりプログラム制御されてよく、かつ粒径はひとつの時間間隔と他の時間間隔とで変化してもよい。装置から排出された小滴のサイズは所定の信号に応答して、与えられた液体および装置に対して予め決定され、排出される小滴の数および頻度がかなり正確に制御されうるので、与えられた時間間隔内に分与された液体の全量（用量）を正確に制御することができる。たとえば、かかる装置は１秒間に50ミクロンの直径の小滴1000個を排出できる。この量は原理的には、ひとつの小滴単位で増加させることも減少させることもできる。
本発明の装置の好ましい実施例において、小滴排出器には10ミクロン未満の直径の小滴を排出しうるように選択された開口寸法のオリフィスが設けられ、このばあい、１ないし５ミクロンの直径がより好ましい。小滴は、小滴排出器の選択されたオリフィスから連続的に、または同時に複数のオリフィスから排出されてもよい。
好ましい実施例において、小滴分与装置は手動で操作されてもよく、吸入検知信号または他の信号に応答して操作することもできる。かかる装置には、所定数の小滴を排出するためにプログラムされた制御手段が設けられている。この数は記憶されたデータおよび（または）他の入力信号に応答して変化することができ、論理プログラムは、所定の時間間隔において排出される小滴の数、小滴排出頻度、ある時間内に出される有効物質の全数などの要因を制御しうる。かかる制御手段は、つぎに述べるような他の好ましい機能を与えるべくプログラムされうる。
排出された小滴を被験体に向ける手段は、たとえば吸入口が設けられた単純なマウスピース、鼻おおい（nasal shroud）、フェイスマスク（face mask）などであってよい。有効な薬剤は、典型的には液剤であり、微小な噴霧として小滴排出器から排出される。当該噴霧は空気と結合されてもよく、および（または）吸入に先立ち加熱されてもよい。
【図面の簡単な説明】
本発明の種々の実施例を、添付図面を参照しつつ例示的に説明する。
図１は本発明のディスペンサー（たばこ代替物）の一実施例の部分断面概略透視図；
図２は図１のディスペンサーの軸方向の概略断面図；
図3A、3Bおよび3Cは、図１の実施例の使用に際し、吸入時間の関数として有効成分（陰影をつけた部分）の分与を示す図；
図４は本発明の第２の実施例の概略透視図；および
図５は本発明の第３の実施例の概略図である。
好ましい実施例の説明
図１および２には、接続される本体部分２、３を備えたたばこ形状の中空チューブ本体１からなるニコチンディスペンサーである本発明の第１の実施例が示されている。本体部分２は、側壁４と、その一端にあるかまたはその一端に隣接するマウスピース５と、ネジ付きの他端部６とを有している。複数の軸方向に延びるスロット７が側壁４を貫通している。本体部分３の一端は接続のために本体部分２のネジ付き端部６に螺合されている。本体部分３は、マウスピース５から離れた端部９において閉じられるか、または絞られている。
適切な溶媒（たとえば水）に溶かされたニコチンは、はめ込み口形状（Spigot Shaped）の出口と継ぎ手11によって、小滴排出器14の入口部12へ流体接続するようにされた容器12内に設けられる。本実施例において、排出器14は、バブルジェットプリンターに使用される種類のものであり、１または２以上の小滴排出オリフィス15を備えている。排出器14は、制御手段16、たとえばマイクロ電子回路またはマイクロプロセッサ手段により制御される。排出器14および制御手段16ならびに他の電気的に作動される部分は、側壁４を通して延びておりかつ使用者により操作可能であるオン／オフスイッチ18を経た中空円筒状電池17により通電される。使用者がマウスピース５を吸うと、空気「Ａ」の流れが、スロット７より本体部分２に引き込まれ、ついでマウスピース５を通して使用者の肺に吸い込まれる。スロット７には、空気流を制御するダンパ（図示せず）などを設けることができ、また装置には、マウスピース５による吸入時に空気流（「吸い込み」）を制御する多孔プラグを設けることができる。圧力センサ19は、マウスピース５における吸い込みすなわち吸引による装置内の圧力変化を検出し、ケーブル（図示せず）を通して作動信号を制御手段16へ送る。制御手段16は、この作動信号に応答して、後述する予めプログラムされたパラメータまたはアルゴリズムに従って、ケーブル（図示せず）を通して単一または複数の出力信号を排出器14へ送る。この出力すなわち「投与」信号は、一組の「排出」信号、たとえば一連の電圧パルスであるか、またはそれを含むものである。排出器14は、単一または複数の出力信号に応答して、当該排出器14のオリフィス15からニコチン溶液の複数の小滴を出す。ニコチンを含有する液は、小滴の細かい噴霧として装置14から出され、その噴霧は、スロット７からマウスピース５に向かう吸込空気流に乗せられる。その噴霧は、典型的には、空気流中で蒸発しやすい細かい小滴からなっている。加熱手段20を任意に設けることができる。そのばあい、ニコチン小滴と空気の混合物は、マウスピース５を離れる前に加熱手段20と熱伝導接触することができる。これは、可燃性煙草の喫煙によりえられるもの似た、吸い込み時の感覚を生じるだけではなく、ガス流中の有効物質小滴の蒸発を促進し、小滴サイズを減少するのに役立つ。
図１および２に図示される実施例において、有効物質容器10は、空気孔22を有する保護中空円筒状カートリッジ21内に収納される、収縮可能なブラダーである。しかしながら他の形態の容器（たとえばピストンを設けたシリンダー）も使用可能である。カートリッジ21は、任意のものであり、ブラダー10を保護するのに役立っている。容器10は、使い捨て可能または交換可能であり、またネジ接続部、差し込み部または他の適切に封止する接続部により、排出器14の入口12と流体接続するようにできる。
電池17は環状形態のものでもよく、スペースを節約するためにカートリッジ21にスリーブ嵌合することもできる。加熱手段20は、赤外線加熱板もしくはエレメント、または抵抗エレメントなどでもよい。
制御手段16は、好ましくは、プログラマブル論理回路、たとえば、付属の読取り専用記憶装置（ROM）、等速呼出記憶装置（RAM）、クロックおよび電源などを備えたマイクロプロセッサからなり、所定の基準に従って、吸い込み時に小滴排出器により排出されるニコチンの量を制御するようにプログラムされる。
この装置の通常の作動において、マウスピース５における圧力の低下は、圧力センサ19により検出され、吸入（「作動」信号）を示す信号を（図示されないケーブルを通して）制御手段16へ送る。制御手段16は、それに応答して、「投与」信号を排出器14へ送り、装置から小滴が噴霧される。
投与信号は一般に、所定組の小滴「排出」信号からなり、それにより排出器14の１または２以上のオリフィス15が、所定数の小滴を排出する。この投与信号は、たとえばサーマルバブルジェット装置の１つの抵抗ヒータへ連続して送られる一連のパルス（各パルスは小滴排出信号である）でもよく、またはそのような幾つかの抵抗ヒータへ並列的に送られる一連のパルスでもよい。選択されたオリフィス15から出される小滴の量は、一定の液体およびオリフィスについて予め決められ、また排出される小滴数は、投与信号により制御されるので、作動信号に応答して排出されるニコチン含有液体の全量は、正確に決められる。
制御手段16は、「投与」信号のパルス間隔、パルス幅およびパルス頻度、ならびいパルス数または「排出」信号数を制御し、したがって小滴が吸入空気流に入る時間間隔、すなわち投与の程度を決める。出される小滴数および／または小滴排出頻度は、制御記憶素子中に格納されているデータを変更することにより変えることができる。制御手段16は、たとえば直径または配向に関して互いに異なる選択されたオリフィスから小滴を排出するために、特定の抵抗ヒータを指定するようにプログラムすることもできる。
また制御手段16は、圧力センサ19からの吸入を示す作動信号の受信と、「投与」信号の発信とのあいだに時間遅延を設けるようにプログラムすることもできる。この時間遅延は、制御記憶素子中に格納されているデータを変更することにより変えることができる。作動信号の前縁（leading edge）と投与信号の発信とのあいだの時間遅延を制御することにより、および投与信号における小滴「排出」パルスの周期を制御することにより、有効物質は、たとえば、「一吸い」の吸引の開始近くのスパイク（spike）（図3A）として、またはその開始と終了近くのスパイクとして（図3B）吸い込まれた空気流中に注入できるか、もしくは一吸い期間を通して散布できるか（図3C）、もしくは一吸いの前端部分または後端部分へ限定できる。これにより、たばこの一吸い期間中のニコチン濃度の変化を、より厳密に真似ることができる。
また制御手段は、先行する投与信号が出されたのちに、所定の「非繰り返し」時間が経過するまで、吸入信号の受信にもかかわらず、投与信号が出されるのを防止するようにプログラムすることもできる。これは、連続投与間の遅延を最小にする。
また制御手段には、所定の時間間隔内に出される投与信号の合計数を計数および格納する手段を設けることもでき、また合計数が所定の限界（たとえば30分内に30回の投与）をこえるばあい、制御回路は、それ以上の期間（たとえば１時間）が経過するまで、それ以上の投与を防止する。これにより、長期間内に出される最大投与量が制限される。
本発明の好ましい実施例において、制御手段は、たとえば吸入が検出されてから５分以上経過したばあいに電池電力を保全するために、最小エネルギー流出モードに入る。
図１の装置には、たとえば段階的に消える複数のLED30により、装置内に残る投与量を知らせる手段を任意に設けることができる。各LEDは、たとえば一本のたばこの喫煙に相当する投与量に対応させることができ、また装置は、たばこの１箱（または数箱）に相当する投与量を最初に溜めることができる。他の指示手段、たとえばLCD表示も使用できるであろう。
要するに、制御手段は、下記のような要素のプログラム制御ができる。
（１）単一投与で出されるニコチンの所定小滴数（用量）
（２）一投与内で出される小滴の頻度（投与速度）
（３）吸入の開始に対する投与の同期化
（４）吸入の開始からの時間の関数としての投与量（パルス間隔および頻度）
（５）連続投与の最大周期または非繰り返し時間（たとえば60秒をこえる間隔で利用できる連続投与）の制御
（６）一定の期間で利用できる投与の最大数、すなわち最大投与速度（たとえば１時間当たり利用できる20回未満の投与）の制御
（７）１つの作動から他の作動へ投与のプログラムされた変化（たとえば興奮剤への依存を減少するために連続した投与量の減少）
（８）適時のプログラムされた変化（たとえば日毎に減少する投与量）
（９）小滴が出るノズルの制御（およびそれに伴う噴霧パターンの制御）
（10）吸入を妥当にするための区別（充分な吸入空気を伴わない限り、投与をしない）
この装置は、他の方法で、かつ他のセンサ、たとえば温度または湿度センサを加えることにより、他の機能を実施するようにプログラムできることは前記記載から明らかである。
加えてこの制御手段には、制御パラメータを変更できる手段、またはたとえばキーボードや外部コンピュータとインタフェースをとることにより装置を再プログラムできる手段を設けることができる。
いうまでもなく、マイクロプロセッサは、予めプログラムしておいてもよいし使用者がプログラムしもよく、種々の小滴排出ノズルの操作、ヒータ、空気流などを種々の組合わせにおいて、シーケンスにおいて、もしくは時間または温度の関数として制御する。
チューブ状の本体１は、適切な材料、たとえばプラスチック、セラミックまたは貴金属などで作製することができるマウスピース５は、一体ものでもよく、またはゴムやプラスチックの軟質の先端であってもよく、厚紙または紙でもよく、また個別に使い捨てのものでもよい。電池は、交換可能または再充電可能のものにできる。ディスペンサーは全体として、使い捨て可能なものとして提供してもよいし、または再使用可能としてもよい。後者のばあい、製品容器および小滴排出器は、通常交換可能であるか、または組合わせユニットとして提供できる。そのばあい、本体部分は、製品カートリッジおよび／または電池の取り付けと取り外しを容易にするために、たとえばネジ付き継ぎ手または差し口継ぎ手により幾つかのセクションに分離可能である。分与されるものは、たとえばニコチンの水溶液でよく、またグリコール、風味またはエキス、たとえばメンソールを追加物質として含有できる。
所望により、２つ以上の小滴排出器14を組み込んで、異なる小滴サイズの小滴流を生成することができ、このばあい、１つの流れは、加熱板20により充分に気化され、一方、第２の流れは、従来の煙草を喫煙するときに生じるような乾燥蒸気と混合された湿り蒸気の感覚を使用者が受けるようにされる。
有効成分の噴霧を、加熱前に空気と混合させる必要はないし、また好ましいならば、噴霧および／または空気は、別個に加熱し、続いて混合でき、または有効成分は、たとえば貯蔵容器10と熱流通する加熱手段により事前加熱することができる。制御装置を選択的にプログラミングすることにより、喫煙器具を「軽い」または「非常に軽い」たばこのニコチンレベルを模擬するように調節することができ、また、両者のあいだで選択的に調節することもできる。他の実施例において、空気の取り入れは、有効物質に対する空気の比を変えるようにし、これにより種々のたばこを喫煙する感覚の模擬を容易にするように調節できる。本発明は、えられるニコチンの投与を段階的に減らすようにプログラム可能な、たばこの喫煙を止めたい者を支援する特定の用途にかかわるものである。本発明の器具は予めプログラムしておいてもよいし、また、使用者が安全の所定限度内に投与を調節できる簡単な手段を設けてもよいし、またはたとえばインタフェースを通してコンピュータへ接続することにより、使用者がプログラムできるようにしてもよい。
電池の使用は好ましいが、他の通電手段、たとえば光電セルも使用できる。
前述した器具は、異なる形態にする、たとえば本体をマウスピースから異なる方向で保持できるように屈曲可能なマウスピースを設けることができることが分かる。同様に電池は、環状にする必要はなく、任意の適切な形状のものでよい。
図４には、気管支拡張剤の分与を意図した本発明の他の実施例が示されている。機能において図１の部分と対応する図４の部分は、同一の番号で示されている。分与される物質が熱に影響されやすいばあい、圧電式小滴排出器を使用するのが好ましい。図４の実施例における使い捨て可能なカートリッジ10は、たとえばサルブタモールを内蔵している。図４の実施例は、本体が矩形断面のものである点、および部品の形状および配置が異なる点で図１のものと異なる。
他の相違点は、図４の実施例において、マウスピース５は、本体と一直線上にある格納位置「Ａ」（図４において想像線で示される）と、本体に対してある角度で傾斜する作動位置「Ｂ」とのあいだで丁番式に移動自在である点である。
マウスピースは、回りピン40の回りに回動でき、また回動動作は、それ自体でオン／オフスイッチを起動して、電子制御システム16へ通電する。
所望により、この器具には、感圧スイッチの代わりに手動アクチュエータ（たとえば図示されない押しボタンスイッチ）を設けて、その操作を制御し、かつ「起動」信号を出させることができる。
図１のたばこ代替物において、直径１〜10ミクロン程度またはそれ以上の小滴サイズが可能である。薬剤の肺投与のためには、小さい小滴サイズが好ましい。この目的のために、小滴サイズ分布は通常、多分散の度合いを示す標準偏差を有する質量メジアン空気力学的直径（MMAD）として説明される。５ミクロンをこえるMMADを有する粒子は、送り出しシステム上で衝突する傾向があり、また呼吸通路には容易に従わない。
したがって実際の目的のためには、直径10ミクロン未満の小滴、さらには直径５ミクロン未満の小滴が好ましい。必要ならば、小滴サイズは、小滴をさらに細かくするように互いに、もしくは適切な目標に小滴を向けることにより、または適切な方法で吸入流中に小滴を排出することにより、小滴排出器からの排出後に減少させることができる。加熱装置を使用して、液体を気化し、液体サイズを減少することもできる。
前記した器具により送り出される適切な薬剤には、一例としてだけであるが、鎮痛剤、ペプチドおよびタンパク質がある。他の適切な薬剤としては以下のものがあげられる。
（ｉ）β２−気管支拡張剤−サルブタモール、テレブタリン・硫酸、フェノテロール・臭化水素酸、ピルブテロール、レプロテロール（reproterol）塩酸塩、リミテロール・臭化水素酸、サルメテロール（salmeterol）（重篤な喘息発作の処置および喘息予防治療に広く使用される）。
（ii）抗ムスカリン性気管支拡張剤−臭化イプラトロピウム、臭化オキシトロピウム（慢性気管支炎の管理に使用される）。
（iii）コルチコステロイド−ベクロメタゾン・ジプロピオン酸、ブデソニド（budesonide）：喘息予防治療に使用される。
（iv）クロモグリク酸ナトリウム、ネドクロミルナトリウム（nedocromil sodium）（喘息予防治療に使用される）。抗生物質治療：
（ｖ）ペンタミジンイセチオネート−（HIV/AIDS患者の通常の二次感染であるカリニ・ニューモシスティスによる肺炎の予防および治療のための抗生物質）。
局部作用としては以下のものがあげられる。
（vi）通常の風邪症状に対する専売の（proprietary）「市販の」鼻づまり噴霧薬（nasal decongestant sprays）の範囲
（vii）コルチコステロイド−ベクロメタゾン・ジプロピオン酸、リン酸ベタメタゾンナトリウム（betamethosone sodium phosphate）、ブデソニド、フルチカゾン（fluticasone）・プロピオン酸（アレルギー性鼻炎の予防および治療に使用される）。
（viii）クロモグリク酸ナトリウム（アレルギー性鼻炎の予防に使用される）。
（ix）耐感染剤−たとえば、デキサメタゾン、フューザフンジン（fusafungine）、クロルヘキサジン塩酸塩（鼻ブドウ球菌による感染の治療に使用される）。
全身作用剤としては以下のものがあげられる。
（ｘ）抗利尿ホルモンに関連するペプチドの鼻への投与−デスモプレシン、リプレシン（尿崩症の管理に使用される）。
一定の薬剤の分布に使用される器具は、複数の連続した吸入の各吸入中に所定の用量を送るプログラムされた制御手段を含むことができ、このばあい、この器具は、全用量が分与されたときにそれを使用者へ指示するために、たとえばLED31を通して「投与完了」信号を提供できる。この用量は、分与される組成および各使用者の処方にしたがって変えることができる。
図５には、吸入よりもむしろ局所応用により麻酔薬、消毒剤、または液体投薬（liquid medication）のような有効物質を分与するために適用される、本発明のさらに他の実施例が示されている。
外科的または内科的手術において、加圧された容器から噴霧されたエアゾール剤によって、麻酔薬、消毒剤またはその他の液体を局所的な範囲の全面に応用するばあいがある。しかしながら、噴霧応用の量および位置を制御することは困難である。また、エアゾール状で用いられるようなCFCプロペラントの使用は、環境上好ましくない。
図１の実施例における部品と機能上対応する図５の部品は、同一符号で示している。
図５には、中空の本体部分２、３から組み立てられたペン形状の中空筒形の本体１からなるディスペンサーが示されている。本体部分２は、その一端にノズル開口25を有し、一方、本体部分３は、ノズル開口４から離れたディスペンサー端部で閉じている。本体部分２、３は、符号６の部位で分割可能に連結、たとえば、内部で係合するねじ構造によって連結されている。カートリッジ10は、本体１内に位置しており、かつ液体を収容している。カートリッジ10は、１または２以上の導管11を介して、１または２以上の小滴排出器14と液体接続している。本実施例では、小滴排出器14は、インクジェットプリントヘッドに用いられるような圧電性結晶または熱抵抗バブルジェット装置である。排出器14には、当該排出器を手で保持するあいだの指による操作に適したオンオフ制御スイッチ18を介してバッテリー17からエネルギーを与えることが可能である。たとえば、排出器は、親指と中指のあいだに保持され、しかも人差し指によって操作可能なプッシュボタンスイッチ18を備えていてもよい。図５の実施例では、制御（control）18が作動されたとき、排出器14は、ディスペンサーからノズル25を介して外へ向かうスプレーとしてカートリッジ10から液体を排出する。噴霧の持続時間は、スイッチが「オン」か「オフ」のいずれかにあるかよって決定される。
本発明のさらにきわめて好適な実施例では、単位時間あたりに噴霧される量も制御される。たとえば、ディスペンサー１は、制御手段16（たとえば、マイクロプロセッサ回路）を調整する１または２以上のスイッチ26（たとえば、タッチパッドスイッチ）が設けられている。制御手段16は、スプレーの水滴が通過して発せられる排出器14の多数のパブルジェットオリフィス15を制御し、および／または排出器14の反復速度、たとえば、ある単位時間内に排出される水滴の数を制御する。したがって、噴霧割合は、水滴を発するオリフィスの数によって、および水滴の発散の反復速度によって、選択的に小さくてもよいし、大きくてもよい。
もし、排出器14に、本体の軸に対してあらかじめ選択された角度に向けられた複数の発散オリフィスが設けられているならば、液滴は、軸方向に、または、選択されたジェット孔15の巡回作動または小滴排出器のジェットオリフィス15の選択された組合せにより軸方向に対して所定の角度で選択的に向けられる。このようにして、噴霧パターンは、適宜のマイクロ電子回路制御手段16の適宜の指制御形成部分（finger control forming part）により、選択されてもよい。もし、すべての発散を行なうオリフィス15が軸方向に向けられたならば、噴霧パターンは選択的に狭くまたは広くすることができる。
二択制御スイッチ26で、多数の所定の総用量分与のあいだで選択しうるようにしてもよく、または総用量を選択するために付加的な制御手段が設けられてもよい。そのようにすれば、もし、カートリッジにたとえば液体の局所麻酔剤が含まれていれば、外科医は、手術のあいだ応用される局所麻酔のあらかじめ設定された量および噴霧パターンを選択できる。外科医は、したがってスイッチ26の作動において小、中、大の用量の応用のあいだで選択でき、しかも狭い、中程度、広い噴霧パターンのあいだで予め選択できる。
所望により、制御手段16は、たとえば予め特定された時間間隔内に応用されうる液体の最大用量を制限することにより、不注意な過度の使用を防ぐ手段を備えていてもよい。
しかも、所望により、制御回路には、オン／オフスイッチを覆って蓋をするセキリュティーロック（security locking）が、設けられてもよい。たとえば、本装置は、プログラム可能なセキリュティーコード設けられてもよく、しかも対応するコードが意図するユーザによって入れられないばあい、または入れられるまで、その内容を発することができないようにしてもよい。
この目的のために、排出器14は、外部コンピュータへ排出器４の接続を許すプラグ28、ソケットまたは発信機／受信機を有してもよい。外部コンピュータは、そのとき、使用を指示するデータ、排出用量、ユーザの識別、患者の識別または同様のデータを記録してもよい。外部コンピュータは、また、ディスペンサーの制御回路内の１または２以上のメモリーに新しいデータ、たとえば、用量の値、時間パラメータ、セキュリティーコードを再び入れてもよい。このデータは、ユーザによる作動に対する装置の応答を制御することに用いられる。
手動制御の他の形態、たとえば、接触感応スイッチ（touch sensitive suitches）またはロータリスイッチを、タッチパッド26の代わりに採用してもよい。
制御回路26は、デジタルまたはアナログ制御を利用してもよく、しかもマイクロプロセッサまたは別個の回路構成を採用してもよい。好ましい実施例では、回路は、メモリー、好ましくはラムトロンチップ（ramtronchip）のようなバッテリーの電力がなくなることによって消えないタイプが含まれている。回路は、一行LCD（single line LCD）27のようなディスプレー画面を含むのが、さらに好ましい。回路は、また、クロックを採用してもよく、しかも日時のデータを活用および表示をしてもよく、さらにキーパッドまたはそれに相当する入力装置を有していてもよく、または入力のために外部キーパッドとの接続に頼ってもよい。LCDは、残り用量の数量または最後の用量の日時のようなデータを表示するために用いられうる。
図５の実施例は、液体の分与に関して述べられているが、分与される物質として、ゲル、コロイド、パウダー懸濁液（powder suspension）、または排出器14を介して分与に適したその他の形態が可能であることが理解される。
本発明のその他の実施例（図示せず）においては、ディスペンサーには、液体または溶液の形態の各投薬を収容するのにそれぞれ適合した複数のカートリッジまたはチャンバが設けられている。制御手段は、所定の時刻または日時にアラーム（たとえば、ポケットベルまたは点滅するLED）を出すようにプログラムされてもよい。本装置のつぎの作動において、そのとき、一の投薬の所定の用量を、または各々の所定の用量の投薬を組み合わせてまたは連続して排出する。
本実施例は、痴呆などをこうむっている人の予めプログラムされた治療のため、およびスケジュールにそれぞれ応じて多数の異なる投薬を取らなければならなず、しかも自分で投与することに困惑している人のため、に理想的に適している。
装置自体は、使用者に用量を受けることを促し、かつ処方された投薬の適切な用量を発する。
当業者にとって明らかであるが、記載された実施例の１つに関連して記載された特徴は、他の特徴に組み合わせてもよい。
制御信号はパルスとして記載されていたが、当業者は、信号が多様な形態を取り、しかも、選択された排出器の作動のために必要とされるような、電圧または電流信号、ACまたはDC信号、デジタルまたはアナログ信号などが採用されてもよいことを理解するだろう。所定数の小滴を排出するために信号を文字通りカウントすることは必要ない。しかも、選択された時間内に所定頻度で排出信号を発するような便宜は均等であるか、または本発明の範囲内であることが理解されるだろう。本発明は電子装置に関連して記載されているが、制御の流体装置および電子的でない手段（non electronic means）が採用されてもよい。
印刷技術に熟練した者は、多くの排出器を用いれば、主要な排出された小滴が、きわめて小さい追跡衛星小滴（trailing satellite droplets）を有するばあいがあることを理解するだろう。本明細書における所定数の小滴は、主要な排出小滴の数量に関している。しかし、必要であれば、本発明の概念から外れることなく、排出器は、衛星小滴を考慮して所望の用量を発するために較正されうる。同様に、液体の速度の制御が重要であること、およびそのために所定組の「排出」信号に反応して発せられたある物質の体積が他の物質と同体積である必要がないこと、が理解されるだろう。しかしながら、当業者は、これらの要素を考慮に入れて本発明の装置をプログラミングするに際し、本明細書の教えに基き、困難を感じないだろう。
当業者にとって、本明細書中の説明から明らかであるが、本装置は、他の形態または配置において具体化されてもよく、しかもここに記載された本発明の範囲から外れることなく他の構成の物質を用いてもよい。
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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