(57)【要約】エアロゾル発生器（１２０）に蓄えられた流体を気化させるためのヒーター（１３０）を含む吸入器とともに使用されるエアロゾル発生器（１２０）と吸入器の使用方法。密封されたチャンバー（１０）と、流出口（２０）とを含むエアゾル発生器の本体部を含み、そのチャンバー（１０）は、第１（１８）および第２（１４）の材料層の間に位置される。そのチャンバー（１０）は、チャンバー内の流体がヒーター（１３０）によって気化させられたときに流出口（２０）から噴出させられる所定量の流体を収容する。その本体部は、一定間隔で離れて置かれたエアロゾル発生器（１２０）を含み、チャンバー（１０）における流体が加熱され得る放出位置にそれぞれの各エアロゾル発生器を進めることができる。流体の加熱に先立ち、流出口（２０）は第１の層（１８）と穴あけエレメントを持つ第２の層（１４）を切り離すことによって形成されることができ、気化させられた流体は分配用構成要素における通路の中の流出口（２０）から噴出されることができる。
2005516647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使い捨て型エアロゾル発生器に蓄えられた流体を気化させるために適合したヒーターを含む吸入器デバイスとともに使用される使い捨て型エアロゾル発生器であって、
密封されたチャンバーと、流出口とを含む使い捨て型本体部を含み、この場合、使い捨て型本体部は、前記チャンバーを規定する第１および第２の材料層を含み、前記チャンバーは、チャンバー内の流体がヒーターによって気化させられたときに流出口から噴出させられる所定量の流体を収容する、
使い捨て型エアロゾル発生器。
【請求項２】
流出口が、第１および第２の材料層の間に存在する流路の端部に配置される、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項３】
使い捨て型本体部は、一定間隔で離れて置かれた一連のエアロゾル発生器を含み、そして、使い捨て型本体部は、吸入器デバイスに収まるように設計され、その結果、ヒーターにより、それぞれのエアロゾル発生器のチャンバーにおける流体が加熱され得る放出位置にそれぞれの各エアロゾル発生器を進めることができるようになっている、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項４】
エアロゾル発生器はそれぞれが、流路の端部に配置された流出口を含み、各エアロゾル発生器の流路が第１および第２の層の間に配置される、請求項３に記載のエアロゾル発生器。
【請求項５】
第１の材料層は、射出成型されたポリマー材料を含み、チャンバーは前記ポリマー材料におけるくぼみを含む、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項６】
第１の材料層はポリマー材料を含み、第２の材料層は、前記ポリマー層にヒートシールされた箔層を含む、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項７】
流出口が、ポリマー層における溝を含む、チャンバーから延びる流路の端部に配置される、請求項６に記載のエアロゾル発生器。
【請求項８】
使い捨て型本体部は、一定間隔で離れて置かれた一連のエアロゾル発生器を含むディスクを含み、それぞれの各エアロゾル発生器のチャンバーがディスクの外側部分に隣接して配置され、それぞれの各エアロゾル発生器の流出口がディスクの中心部分に隣接して配置される、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項９】
流路は、０．０１〜１０ｍｍの幅および少なくとも５ｍｍの長さを有する直線溝を含む、請求項２に記載のエアロゾル発生器。
【請求項１０】
請求項１に記載される使い捨て型エアロゾル発生器とともに使用可能な吸入器デバイスであって、気化させた流体を流出口から噴出させるようにチャンバー内の流体を加熱するために配置されたヒーターを含む吸入器デバイス。
【請求項１１】
ヒーターは電気抵抗ヒーターを含む、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項１２】
ヒーターは、流出口に隣接して配置された開口部を含む基体に抵抗発熱材の層を含む、請求項１１に記載の吸入器デバイス。
【請求項１３】
第１の層および／または第２の層に穴をあけ、流出口を形成するために適合している開口用デバイスをさらに含む、請求項１２に記載の吸入器デバイス。
【請求項１４】
開口用デバイスが、基体における開口部に配置される可動性の先端を含むソレノイド作動の穴あけエレメントを含み、この場合、先端は、先端が使い捨て型本体部の第１の層を突き抜けるように穴あけエレメントの作動時に移動する、請求項１３に記載の吸入器デバイス。
【請求項１５】
使い捨て型本体部は、流体を気化させ、かつ気化させた流体を流出口から噴出させるために十分にチャンバー内の流体をヒーターが加熱することができる放出位置にチャンバーが移動することができるように可動的に支えられている、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項１６】
抵抗発熱材の層が、チャンバーのサイズと同一の広がりを有するパターンで配置された細片を含む、請求項１２に記載の吸入器デバイス。
【請求項１７】
エアロゾル発生器の流出口に隣接して配置された分配用構成要素をさらに含み、流出口から噴出される気化させられた流体が分配用構成要素における通路を通過する、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項１８】
使い捨て型本体部は、一定間隔で離れて置かれた一連のエアロゾル発生器を含み、そして、使い捨て型本体部は、吸入器デバイスに収まるように設計され、その結果、ヒーターにより、それぞれのエアロゾル発生器のチャンバーにおける流体が加熱され得る放出位置にそれぞれの各エアロゾル発生器を進めることができるようになっている、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項１９】
第１の層が、射出成型されたポリマー材料の層を含み、第２の材料層が、前記ポリマー層にヒートシールされた箔を含み、そして、ヒーターが、チャンバー内の流体を気化させるために作動させられる直前に、箔層に穴をあけて、流出口を形成させるために作動可能である開口用構成要素を含む、請求項１８に記載の吸入器デバイス。
【請求項２０】
使い捨て型本体部は、チャンバーから直線的に延びる流路を含み、ヒーターが、チャンバーを加熱するために配置された第１の部分と、前記流路を加熱するために配置された第２の部分とを含み、ヒーターの第１および第２の部分は、チャンバー内の流体を気化させるためにヒーターが作動しているとき、ヒーターの第２の部分がヒーターの第１の部分よりも熱くなるように設計された抵抗発熱材の層を含む、請求項１６に記載の吸入器デバイス。
【請求項２１】
請求項１１に記載される吸入器デバイスを使用してエアロゾルを形成させる方法であって、第１および／または第２の層を、流出口を形成させるように切り離し、そして、チャンバー内の流体を気化させ、気化させた流体を流出口から噴出させるようにヒーターを作動させることを含む方法。
【請求項２２】
使い捨て型本体部が、一定間隔の離れて置かれた一連のエアロゾル発生器を含み、そして、ヒーターにより、第１のエアロゾル発生器のチャンバー内の流体を加熱し、流体をその中で気化させることができる位置に、前記エアロゾル発生器の第１のエアロゾル発生器を配置させるように、使い捨て型本体部を吸入器デバイスに対して移動させることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
切り離しが、穴あけ構成要素を第１および／または第２の層に通すことによって行われ、流出口が、分配用構成要素の通路に隣接して配置され、そして、ヒーターによって形成された気化させられた流体が、流出口を通過した後、通路内に噴出させられる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
使い捨て型本体部が、チャンバーから直線的に延びる流路を含み、ヒーターが、チャンバーを加熱するために配置された第１の部分と、流路を加熱するために配置された第２の部分とを含み、そして、ヒーターの第１および第２の部分は、チャンバー内の流体を気化させているとき、ヒーターの第２の部分がヒーターの第１の部分よりも熱くなるように設計された抵抗発熱材の層を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
密閉されたチャンバーが、リザーバーを使い捨て型本体部の下部表面に含み、かつ、リザーバーと流体的に連絡している流路を使い捨て型本体部の上部表面に含む、請求項１に記載のエアロゾル発生器。
【請求項２６】
下部表面における第１の材料層がリザーバーを覆い、上部表面における第２の材料層が流路を覆い、使い捨て型本体部がポリマー材料を含み、第１の材料層がポリマー薄膜を含み、第２の材料層が耐熱性材料を含む、請求項２５に記載のエアロゾル発生器。
【請求項２７】
使い捨て型本体部は、多数の密閉されたチャンバーを有する円形の本体部を含み、円形の本体部はその外側外縁に歯車の歯を含む、請求項２５に記載のエアロゾル発生器。
【請求項２８】
開口用デバイスが吸入器デバイスの一部に動かないように取り付けられ、そして、吸入器デバイスが、流出口を形成するように使い捨て型本体部を移動させて開口用デバイスとの係合状態にする持上げ機構を含む、請求項１３に記載の吸入器デバイス。
【請求項２９】
吸入器デバイスがハウジングおよびカバーを含み、カバーは、カバーが開位置にあるとき、吸入器デバイスにおける使い捨て型本体部の挿入を可能にするようにハウジングに対して可動性である、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項３０】
ヒーターがカバーの下部表面に取り付けられ、ハウジングはさらに、流出口を形成するように使い捨て型本体部を移動させて開口用デバイスとの係合状態にする持上げ機構を含む、請求項２９に記載の吸入器デバイス。
【請求項３１】
チャンバー内の流体が、チャンバーから、使い捨て型本体部における流路に沿って、流出口に向かって押し出されるように、使い捨て型本体部と係合する流体送達機構を含み、ヒーターが、流路内の流体を加熱するために配置されている、請求項１０に記載の吸入器デバイス。
【請求項３２】
流体送達機構は、使い捨て型本体部がピストンと係合することにより、流体が実質的に一定の流速でチャンバーから流路内に押し出されるように、使い捨て型本体部に向かう方向および使い捨て型本体部から離れる方向で移動可能なピストンを含む、請求項３１に記載の吸入器デバイス。
【請求項３３】
モーターに電源から電力供給されたときにモーターによって回転させられるシャフトに取り付けられている、ピストンを使い捨て型本体部に対して押しつける駆動されるピストンカムを含む、請求項３２に記載の吸入器デバイス。
【請求項３４】
流出口を形成するように使い捨て型本体部を移動させて開口用デバイスとの係合状態にする持上げ機構をさらに含み、持上げ機構は、使い捨て型本体部における開口部に収容される支軸と、シャフトに取り付けられている支軸カムとを含み、支軸カムが、シャフトの回転時に使い捨て型本体部に対して支軸を押しつける、請求項３３に記載の吸入器デバイス。
【請求項３５】
シャフトに取り付けられている歯車をさらに含み、歯車は、使い捨て型本体部の外側外縁の歯車の歯とかみ合い、シャフトの回転時に使い捨て型本体部の回転を行わせる、請求項３４に記載の吸入器デバイス。
【請求項３６】
流体がピストンによってチャンバーから押し出されたとき、ヒーターを作動させるように、モーター、電源およびヒーターに作動可能に接続されたコントローラーをさらに含む、請求項３５に記載の吸入器デバイス。
【請求項３７】
請求項２１に記載される吸入器デバイスを使用してエアロゾルを形成させる方法であって、チャンバーが使い捨て型本体部の下部表面に配置され、流出口が使い捨て型本体部の上部表面に配置され、流出口が使い捨て型本体部の上部表面における流路によってチャンバーに接続され、そして、流路に沿って流れるように流体をチャンバーから機械的に押し出し、かつ流路内の流体を気化させ、気化させた流体を流出口から噴出させるようにヒーターを作動させる工程を含む方法。
【請求項３８】
流体が、ピストンを使い捨て型本体部に対して押しつけることによってチャンバーから押し出される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
使い捨て型本体部が、ヒーターに向かう方向およびヒーターから離れる方向で垂直方向に可動性であり、そして、流体をヒーターにより気化させる前に、使い捨て型本体部を、ヒーターの垂直方向の下に間隔を置いて置かれた第１のピストン位置から、ヒーターに近い第２の位置に移動させる工程を含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸器疾患を処置するために、単位用量物などの計量された量で医薬品添加流体などの流体を投与する装置、システムおよび方法に関する。詳細には、本発明は、エアロゾルを気化によって生じさせる使い捨て型エアロゾル発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゾルは、呼吸器疾患の処置を含む様々な適用において有用である。エアロゾルを発生させるための様々な技術が、米国特許第４８１１７３１号、同第４６２７４３２号、同第５７４３２５１号および同第５８２３１７８号に開示される。
【０００３】
特に、医薬品が添加された流体をエアロゾルの形態で送達するための２つの異なる方法が開発されている。１つの方法によれば、薬学的に活性な薬物が、薬物／噴射剤の配合物を計量吸入器として一般には知られているデバイスの使用によって放出することができる加圧されたキャニスターに装填された低沸点の噴射剤（例えば、クロロ−フルオロ−カーボン（ＣＦＣ）または（ＨＦＡ））において投薬される。放出されると、噴射剤は蒸発し、薬物の粒子が患者によって吸入される。もう１つの方法では、薬物の溶液または懸濁物から微細な粒子の吸入可能なミストを生じさせるネブライザーの使用が伴う。これらの方法はともに、適正な用量を投与することに関連する著しい様々な問題によって妨げられている。
【０００４】
薬物送達適用において、肺深部への浸透を容易にするために、平均質量メジアン粒径が２ミクロン未満であるエアロゾルを提供することが典型的には望ましい。さらに、ある種の薬物適用では、高流速で（すなわち、１ミリグラム／秒を超えて）医薬品を送達することが望ましい。エアロゾルの流速を制御するための様々なデバイスが知られている。例えば、米国特許第４７９０３０５号は、吸入薬物治療に先立って、第１のチャンバーを医薬品で満たし、かつ空気のすべてが吸入されるように第２のチャンバーを空気で満たし、そして、流速を制御するために流量制御オリフィスを使用することによって、気管支および細気管支の壁に送達される計量された用量のエアロゾルの粒子サイズを制御することに関する。米国特許第４９２６８５２号は、粒子サイズを制御するために流速を制限するためのオリフィスを有するフロースルーチャンバーに一定用量の医薬品を計量することに関する。米国特許第３６５８０５９号には、送達される粒子の量およびサイズを選択するために吸入中の懸濁物の通路における開口部のサイズを変化させるバッフルが開示される。これらのデバイスに関連する問題は、エアロゾルが生じた後、これらのデバイスがエアロゾルを処理し、従って、効果がなくなり、かつ無駄が多いということである。
【発明の開示】
【０００５】
エアロゾルの形態で流体を投与するという条件を満たすために、そして先行技術の欠点を克服するために、本発明の目的は、流体の粘度にかかわらず、制御された流速で流体を気化させるエアロゾル発生器を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、エアロゾル発生器から噴出させられる流体の均一な気化を得ることである。
【０００７】
本発明の目的は、流体の計量された用量を送達することができる使い捨て型エアロゾル発生器を提供することである。医薬品が添加された流体の個々の単回用量を送達することによって、流体の汚染を避けることが可能であり、それにより、薬物配合物において静菌性化合物が必要であるということがなくなる。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、使用者によって要求されるように、１回分の送達をそれぞれが提供する多数の使い捨て型エアロゾル発生器をその中に有するパッケージを取り込むことができる使い捨て型カートリッジを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、均一な流速で使い捨て型カートリッジから一定用量の医薬品を押し出すための機構を含む使い捨て型カートリッジとともに使用可能な吸入器デバイスを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的および局面が、本明細書、本明細書に添付された図面および請求項を検討したとき、当業者には明らかになる。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の１つの局面によれば、使い捨て型エアロゾル発生器に蓄えられた流体を気化させるために配置されたヒーターを含む吸入器デバイスとの使用に適合した使い捨て型エアロゾル発生器が提供される。エアロゾル発生器は、密封されたチャンバーと、流出口とを有する使い捨て型本体部を含み、この場合、第１および第２の材料層により、チャンバーが規定される。チャンバーは、チャンバー内の流体がヒーターによって気化させられたときに流出口から噴出させられる所定量の流体を収容する。
【００１２】
本発明の別の局面によれば、上記に述べられた使い捨て型エアロゾル発生器とともに使用可能な吸入器デバイスで、気化させた流体を流出口から噴出させるようにチャンバー内の流体を加熱するために配置されたヒーターを含む吸入器デバイスが提供される。ヒーターは、流出口に隣接して配置された開口部を含む基体に抵抗発熱材の層を含むことができる。流出口を形成するために、第１の層および／または第２の層に穴をあけて、流出口を形成するために適合した穴あけエレメントなどの開口用デバイスが提供され得る。
【００１３】
本発明の別の局面によれば、上記に述べられた吸入器デバイスを使用する方法で、第１および／または第２の層を、流出口を形成させるように切り離し、そして、チャンバー内の流体を気化させ、気化させた流体を流出口から噴出させるようにヒーターを作動させることを含む方法が提供される。
【００１４】
好ましい方法によれば、使い捨て型本体部は、一定間隔の離れて置かれた一連のエアロゾル発生器を含み、そして、この方法は、ヒーターにより、第１のエアロゾル発生器のチャンバーにおける流体を加熱し、流体をその中で気化させることができる位置に、前記エアロゾル発生器の第１のエアロゾル発生器を配置させるように、使い捨て型本体部を吸入器デバイスに対して移動させることを含む。切り離しは、穴あけ構成要素を第１および／または第２の層に通すことによって行うことができ、そして、流出口を分配用構成要素の通路に隣接して配置することができ、その結果、ヒーターによって形成された気化させられた流体が、流出口を通過した後、通路内に噴出させられるようにされる。
【００１５】
本発明の目的および利点は、添付されている図面と一緒に、その好ましい実施形態の下記の詳細な説明から明らかになる。
図１と２は本発明の１つの実施形態による一連のエアロゾル発生器を含有する使い捨て型本体部の細部を示す。図１はその上面図を示し、図２はその側面図を示す。
図３は本発明の実施形態による吸入器デバイスを示す。
図４は図３に示される吸入器デバイスのヒーターの細部を示す。
図５は図４に示されるヒーターにおける抵抗発熱層のために使用することができる第１のヒーターパターンの細部を示す。
図６は図４に示されるヒーターにおける抵抗発熱層のために使用することができる第２のヒーターパターンの細部を示す。
図７は本発明の別の実施形態による吸入器デバイスを示す。
図８と９は図７の吸入器デバイスにおいて使用可能な使い捨て型カートリッジを示す。
【発明の最も好ましい実施の形態】
【００１６】
本発明は、医薬品が添加された流体などの流体をエアロゾル形態で投与するために効果的な吸入器を提供する。驚きべきことに、そして予想外のことではあるが、計量された量の流体が、流体が完全に気化され、かつ所定の流速で送達される使い捨て型エアロゾル発生器によって吸入器から送達され得ることが明らかにされた。
【００１７】
図１および図２を参照して、本発明の１つの実施形態によるエアロゾル発生器が概略的に示される。１回分のチャンバーまたはリザーバー１０が、様々な呼吸器疾患を処置するための医薬品（例えば、部分的な列挙には、アルブテロール、硫酸イソプロテレノール、硫酸メタプロテレノール、硫酸テルブタリン、酢酸ピルブテロール、キシナホ酸サルメテロール、ホルモテロール；ステロイド類（これには、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、フルニソリド、フルチカルゾン、ブデソニドおよびトリアムシノロンアセトニド、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、トリアムシノロンアセトニド、フルニソリドおよびフルチカゾンが含まれる）など）を含むことができる所定量の流体を収容するために設計されている。当然のことではあるが、流体の体積および組成は、特定の医学的疾患を処置するために所望される量に基づいて予測され得る。
【００１８】
流出口２０は、チャンバー１０と流体的に連絡しており、そして、チャンバー１０および／または流出口２０のいずれかに配置されるか、あるいは、チャンバー１０および／または流出口２０のいずれかの近い位置に配置される加熱用構成要素（示されず）は、チャンバー１０内の流体を気化させ、気化させた流体を流出口２０から噴出させるために作動可能である。例えば、加熱用構成要素は、チャンバー１０および流出口２０の両方と一緒に用いることができる。好ましい実施形態において、ヒーターは再使用可能な吸入器デバイスの一部を構成する。しかしながら、ヒーターは使い捨て型本体部に組み込むことができる（例えば、電流を通過させることによって、または加熱用素子を誘導的に加熱させることによって加熱させられる抵抗加熱用素子）。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、チャンバー１０は、加熱に対して抵抗性の材料（例えば、ポリマー箔、アルミニウム箔）から構築される。例えば、図１および図２に示される実施形態において、チャンバー１０は、ポリマー材料の射出成型された本体部１４におけるくぼみ１２として形成され、そして、流路３０は、本体部１４における、くぼみ１２から延びる溝１６を含む。チャンバー１０は、プラスチック本体部１４にヒートシールされるアルミニウム箔などの層１８によって密封される。
【００２０】
吸入器の使い捨て可能な部分に多回用量の医薬品添加流体を供給するために、プラスチック本体部１４は多数のくぼみ１２を含むことができる。このように記載される積層体は、その中に含有される流体を気化させるために必要な熱を加えることによりチャンバーの内部に加えられる圧力に耐えることができる。流出口２０は、好ましくは、流路３０の端部における小さい開口部であり、流出口は大気に対して最初は閉じている。流路３０は、気化させた流体を大気中に噴出させ、かつ所望する液滴サイズのエアロゾルを形成させるために効果的である任意の好適なサイズを有することができる。例えば、流路３０は、約０．０５〜約０．６０ｍｍ（好ましくは約０．２ｍｍ）の内径および内径の約５０〜約２００倍の長さを有することができる。チャンバー１０は、医薬品が添加された流体の単回用量を送達するために好適なサイズなどの任意の所望するサイズを有することができる（例えば、５μｌ）。
【００２１】
操作において、チャンバー１０内の流体は、流体を気化させるために十分な温度に流体を加熱する加熱デバイスによって加熱される。有機液体物質の場合、加熱デバイスは、好ましくは流体を沸点近くに加熱するが、好ましくは流体を４００℃以上には加熱しない。これは、ほとんどの有機流体は、４００℃を超える温度にさらされたとき、安定でないからである。
【００２２】
加熱は、熱伝導によって流体を加熱するための抵抗加熱または誘導加熱を含む様々な方法で達成することができる。本発明のエアロゾル発生器において用いられるために考えられる好適な加熱デバイスには、電気抵抗ヒーター、薄い白金層などの蒸着された抵抗発熱材、電気誘導加熱コイルなどが含まれる。例えば、加熱デバイスは、チャンバー１０内に熱を熱伝導させるために配置された電気抵抗ヒーター素子を含むことができる。ヒーターは、白金、タングステン、モリブデンまたは金属合金（例えば、７１．７％（重量比）の鉄、２３％のクロムおよび５．３％のアルミニウムを有する鉄系合金など）などの任意の好適な材料であり得る。
【００２３】
流路３０は任意の所望する形態を有することができる。例えば、流路は、チャンバー１０と流出口２０との間においてその長さに沿って均一な断面積を有することができる。しかしながら、流路は、その長さに沿ってサイズを変化させることができ、例えば、流出口２０に向かう方向でより狭くなるように先細り状にすることができる。さらに、チャンバーは、凹形の円形のくぼみを含む必要はなく、むしろ、医薬品が添加された流体の単回用量を収容するためのサイズを有する任意の所望する形態を含むことができる。
【００２４】
好ましい実施形態によれば、ヒーターデバイスは、通常の操作温度で酸化を受けないプラスチック部材またはセラミック部材（例えば、アルミナ、ガラス、チタニア、ジルコニア、またはイットリア安定化ジルコニア）などの支持体部材の外側に置かれた抵抗発熱材の層を含むことができる。
【００２５】
ヒーター支持体およびヒーター層は、好ましくは、熱的に誘導される層間剥離を最小限に抑えるために、ほぼ一致する熱膨張率を有する。また、セラミック支持体材は、蒸着されたヒーター層の接着を改善するために一定の表面粗さを有することができる。白金は、酸化分解または他の侵食に対して抵抗性であるという点で、ヒーター材として望ましい。
【００２６】
ヒーター層は、例えば、約２μｍ未満の厚さを有するように、薄い薄膜としてセラミック支持体に設置することができる。ヒーター層は、８．０×１０−３Ｔｏｒｒのアルゴン中で、ＤＣマグネトロンスパッター蒸着などの任意の好適な方法によって、例えば、ＨＲＣマグネトロンスパッター蒸着装置を使用してセラミック上に蒸着することができる。あるいは、他の通常的な技術、例えば、真空蒸着、化学蒸着、無電解めっき、電気めっきおよび化学気相成長などを、ヒーター層を基体に付けるために用いることができる。加熱デバイスによってもたらされるエネルギーは、薄い薄膜のパターンを調節することによって最適に分布させられ得ることが当業者には理解される。例えば、ヒーターパターンを、くぼみ１２の近傍よりも、流出口２０の近くに、より多くの熱を提供するために配置することができる。
【００２７】
流路２０の閉じた端部は、ソレノイドにより作動させられる穿孔用エレメントなどの開口用デバイスによって開通させることができる。あるいは、流路３０をシールする材料を切断するために好適な切断用の刃またははさみを、気化させた流体を噴出させるために使用することができる。さらに、壊れやすいシールなどの他の技術が流路の閉じた末端に対して用いられ得ることは本発明の範囲内である。気化させた流体は、流体の性質、および流体を気化させるために必要とされる熱の量を考慮に入れて、制御された様式で噴出させることができる。気化させた流体は、流出口２０から、高速度で、例えば、約９０ｍ／ｓで噴出させることができ、しかし、エアロゾルは、例えば、流出口２０から約２ｍｍ以内で、凝縮する蒸気から形成されるので、気化させた流体は大気中では急速に消散し得る。気化させた流体は、流出口２０を取り囲む吸入器マウスピースにおいて周囲の空気と混合することができ、その結果、蒸気の急速な冷却および凝縮により、エアロゾルの形成がもたらされる。
【００２８】
本発明に従って生じるエアロゾルの特性は、提供される発生器および流体の様々なパラメーターの関数である。例えば、エアロゾルが吸入のために意図される場合、エアロゾルが吸入されるとき、エアロゾルがほぼ体温であること、そしてエアロゾルの質量メジアンサイズが２ミクロン未満（好ましくは０．５〜１ミクロンの間）であることが望ましい。
【００２９】
計量された量の流体をエアロゾル形態で送達したとき、チャンバー１０、流出口２０および流路３０を含むエアロゾル発生器は捨てることができる。多数の発生器が、図１および図２に示される使い捨て型本体部などの多回用量カートリッジにおいて提供される場合には、カートリッジは、個々のチャンバーの最後が空になったときに処分することができる。
【００３０】
別の好ましい実施形態によれば、加熱デバイスは、チャンバー内および／または流路に沿って流体を加熱するために配置された多数の加熱用構成要素を含むことができる。また、チャンバー内の流体を、機械的に、例えば、流体を流路に押し出す構成要素によって放出させることができ、そして流路に沿ったヒーターを使用して、流体を気化させ、気化させた流体を流出口２０から噴出させることができる。
【００３１】
図３〜図６を参照すると、個々の使い捨て型エアロゾル発生器が、使用者によって要求されるような流体放出位置に移される流体送達システムが示される。システム１００は、使い捨て型エアロゾル発生器１２０が装着されたカートリッジ１１０を含む。好ましい実施形態において、エアロゾル発生器１２０は、パケットの形態で提供され、好ましくは、図１および図２に関連して上記に記載されたように構築される。加熱デバイス１３０は、流体を気化させ、気化させた流体を、ディスペンサー１４０内の通路を介して噴出させるために十分なエネルギーをそれぞれの発生器１２０に提供する。開口用デバイス１５０は、ソレノイド１４５によって作動させられる穿孔要素１５０を含むことができる。この場合、穿孔要素１５２は、層１８を流出口２０の近傍で突き抜けるために、好適なコントローラーおよび回路によって作動可能である。
【００３２】
加熱デバイス１３０は、電気抵抗加熱用素子１３２を基体１３４上に含み、加熱用素子１３２は、基体１３４内の通路を通って延びる電気的に導電性の接続部１３６によって電力が供給される。基体１３４は、穿孔要素１５２の穴あき端部がカートリッジ１１０に向かう方向およびカートリッジ１１０から離れる方向で移動することができる開口部１３８を含む。操作において、コントローラーは、カートリッジ１１０を薬物放出位置に回転させ、ソレノイドを作動させて、溝１６に穴をあけるように穿孔アームをカートリッジに向けて駆動させ、それにより流出口２０を形成させ、そしてチャンバー１０内の流体を加熱するように加熱用素子を作動させ、それにより、気化させた流体がディスペンサー１４０から噴出されるようにシステム１００を作動させるために作動させられる。
【００３３】
図５および図６には、ヒーター１３０に対する異なるヒーターパターンの実施形態が示される。図５に示されるヒーター１３０ａは、チャンバー１０および流路３０を完全に覆うように設計された加熱用素子１３２ａを含む。図５に示されるヒーター素子パターンにより、より大きな加熱が、流路に沿った加熱用素子の断面積がより小さいために、流路３０において達成され得る。図６に示されるヒーター１３２ｂは、チャンバー１０に重なるシヌソイド形状の細片、および流路２０に重なる直線状の細片として設計された加熱用素子１３２ｂを含む。
【００３４】
操作において、使い捨て型カートリッジ１１０は吸入器１００に装着することができ、そして、それぞれのチャンバーに含有される流体がヒーターにより気化させられる放出位置にエアロゾル発生器を連続して移すために、移送機構（示されず）を作動させることができる。移送機構、ソレノイドおよび加熱用素子に対する駆動用電力は、９Ｖ電池などの電源によって提供され得る。ディスペンサー１４０を、気化させた流体を吸入器１００のマウスピース（示されず）に供給するために配置することができる。
【００３５】
図７には、使い捨て型カートリッジおよび改変された穴あけ機構を有する吸入器デバイスの実施形態が示される。図８および図９には、それにおいて使用可能な使い捨て型カートリッジの詳細が示される。
【００３６】
図７の吸入器デバイス２００は、ヒンジ接続部２１３を介して本体部２１４にヒンジ接続可能に接続されたヒンジ型上部部分２１２に接続されたマウスピース２１０を含む。ヒンジ型上部部分２１２は、使い捨て型カートリッジ３００をデバイス２００に装着するために旋回させて開けることができる。上部部分を閉じた後、デバイスは好適な機構（示されず）によってロックすることができる。
【００３７】
カートリッジ３００は支軸２１６に支えられて回転する。支軸２１６は、バネ２２０によって支軸カム２１８と接触して偏りが与えられ、支軸カム２１８はシャフト２２６による回転で駆動させられる。リザーバー排出位置の下に設置されたピストン２２２は、シャフト２２６による回転で駆動させられるカム２２４によって垂直方向に移動することができる。モーター２２８により、第１の歯車２３０が駆動させられ、次に、この歯車２３０が第２の歯車２３２を駆動させる。第２の歯車２３２はシャフト２２６に接続されており、それにより、シャフト２２６の回転がもたらされる。シャフト２２６が回転する結果として、支軸カム２１８は支軸２１８を持ち上げ、その結果、支軸２１８におけるフランジ２１９により、カートリッジ３００が上昇するようになる。カートリッジ３００が上昇したとき、穿孔要素２３４が流路３１２における流出口に穴をあけ、ピストン２２２が、流体を所望の流速（例えば、一定の流速）で流路３１２内に流れさせるために効果的な速度で、流路３１２と流体的に連絡しているリザーバー３１０に押しつけられる。流路３１２は、好ましくは、毛細管サイズであり、例えば、最大幅が０．０１〜１０ｍｍ（好ましくは０．０５〜１ｍｍ、より好ましくは０．１〜０．５ｍｍ）である。あるいは、毛細管通路は、８×１０−５〜８０ｍｍ２（好ましくは２×１０−３〜８×１０−１ｍｍ２、より好ましくは８×１０−３〜２×１０−１ｍｍ２）であり得る通路の横断面積によって規定され得る。
【００３８】
デバイス２００の作動時において、流路３１２内の液体が気化させられ、気化させられた液体が、マウスピース２１０においてエアロゾルを形成するように、穴のあいた流出口から流出する。流路の加熱を最大にするために、流路３１２は、上昇した支軸２１６によってヒーター２３６の近くに保持される。ヒーターは、流体がピストン２２２によって流路３１２内に押し出される前に作動させることができる。
【００３９】
流体リザーバー３１０内の流体がピストン２２２によって流体リザーバー３１０から押し出された後、シャフト２２６の回転により、支軸カム２１８およびピストンカム２２４が支軸２１６およびピストン２２２を降下させる。支軸２１６が引っ込んだ後、使い捨て型カートリッジ３００が降下し、カートリッジを回転させるための駆動機構と係合する。例えば、シャフト２２６によって駆動される駆動歯車２３８を、歯車２４２上の間欠的な歯２４０を使い捨て型カートリッジ３００の周縁部における歯車の歯３２０と係合させるために使用することができる。従って、シャフト２２６の回転により、使い捨て型カートリッジ３００は、使い捨て型カートリッジ３００の別の流体リザーバー３１０がピストン２２２のすぐ上に位置する位置に回転させられる。
【００４０】
吸入器２００の作動は、プログラム可能なコントローラー２４４によって制御することができる。コントローラー２４４は、好ましくは、モーター２２８およびヒーター２３６の作動を上記に記載されたように制御するためにプログラム化される。コントローラーは、何個のリザーバーが使用されたかを監視し、そのような情報をディスプレー（示されず）に提供するためにプログラム化することができる。スイッチおよび／またはセンサー（パフ（ｐｕｆｆ）作動型センサーなど）（示されず）を、気化させた液体を使用者が吸入するために準備ができたことを示す送達状態を検出するために使用することができる。検知された状態に応答して、コントローラー２４４はモーター２２８および加熱用素子２３６を作動させる。電池２４６または他の電源を、コントローラー２４４、モーター２２８およびヒーター２３６に電力を供給するために使用することができる。
【００４１】
図８および図９には、吸入器デバイス２００において使用可能な使い捨て型カートリッジ３００の好ましい実施形態が示される。使い捨て型カートリッジ３００は、射出成型されたプラスチックから作製され得るディスクの形状で本体部３０５を有する。ディスク形状のカートリッジが好ましいが、カートリッジは、吸入器デバイスにおける送達位置に対する回転または直線運動などによって示されるために適合化された多数のリザーバーを含む他の形態を有することができる。
【００４２】
使い捨て型カートリッジ３００は、支軸２１６の自由端を収容する、中心に配置された開口部３１４を有する。開口部３１４は、図８に示されるように正方形であり得るか、または、円形の開口部などの別の形態を有し得る。多数の流体リザーバー３１０が本体部３０５の下部表面の周りに円周方向に一定間隔で配置される。流体リザーバー３１０はそれぞれが、中心に配置された開口部３１４に向かって流体リザーバー３１０から半径方向に内側に至るカートリッジの上部表面における流路３１２と、通路３１１を介して流体的に連絡している。歯車の歯３２０が使い捨て型カートリッジ３００の外側部分に存在する。流路３１２、流体リザーバー３１０および歯車の歯３２０は、一体型のポリマー材料で成型することができる。
【００４３】
使い捨て型カートリッジ３００は、流体リザーバー３１０のそれぞれの近くに配置された表示３１６を含むことができる。表示３１６は、使い捨て型カートリッジ３００における流体リザーバー３１０をそれぞれを表す一連の数字であり得る。表示３１６は、使い捨て型カートリッジ３００に対して、任意の好適な様式で、印刷し、または成型し、または取り付けることができる。カートリッジが吸入器に装着されたとき、表示３１６を、使用者に見えるように配置することができ、そして、表示３１６は、吸入のために利用可能な未使用リザーバーの残っている数などの情報を提供することができる。
【００４４】
流体をリザーバーにおいて維持するために、カートリッジは、その上部表面および下部表面を覆う材料層を含むことができる。例えば、薄膜３１８を、カートリッジの底部表面を覆うために使用することができ、例えば、薄膜３１８は、使い捨て型カートリッジ３００の下部表面全体を覆うことによって個々のリザーバーまたはリザーバーのすべてを覆うことができる。薄膜３１８は、好ましくは、ポリマー材料から作製され、０．００７インチ未満の厚さを有する。箔３２２などの別の層を使用して、使い捨て型カートリッジ３００の流路３１２を覆うことができる。箔３２２は、使い捨て型カートリッジ３００の個々の流路または上部表面全体を覆うことができる。箔３２２は、好ましくは、厚さが０．００３インチ未満のアルミニウム箔である。アルミニウム箔は、穿孔要素２３４によって容易に突き抜けることができ、かつ、加熱用素子２３６から発する熱に耐えるように耐熱性である。
【００４５】
本発明は、その具体的な実施形態を参照して詳しく記載されているが、添付された請求項の範囲から逸脱することなく、様々な変化および改変が行われ得ること、そして均等物が用いられ得ることが、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の１つの実施形態による一連のエアロゾル発生器を含有する使い捨て型本体部の細部の上面図を示す。
【図２】本発明の１つの実施形態による一連のエアロゾル発生器を含有する使い捨て型本体部の細部の側面図を示す。
【図３】本発明の実施形態による吸入器デバイスを示す。
【図４】図３に示される吸入器デバイスのヒーターの細部を示す。
【図５】図４に示されるヒーターにおける抵抗発熱層のために使用することができる第１のヒーターパターンの細部を示す。
【図６】図４に示されるヒーターにおける抵抗発熱層のために使用することができる第２のヒーターパターンの細部を示す。
【図７】本発明の別の実施形態による吸入器デバイスを示す。
【図８】図７の吸入器デバイスにおいて使用可能な使い捨て型カートリッジを示す。
【図９】図７の吸入器デバイスにおいて使用可能な使い捨て型カートリッジを示す。
【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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【国際調査報告】
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