(57)【要約】      （修正有）【課題】ミストを生成するための方法、システム、および装置を提供する。【解決手段】流体送達装置１は、ハウジング１０と、ハウジング内部に配されており、流体を受容するように、かつその流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するように構成された流体気化器と、流体気化器により生成されたエアゾールミストを加速させるように構成されたポンプとを含む。また、ミストを生成する方法が提供され、この方法は、第１のミストを生成する流体気化器に流体を送達することを含み、流体気化器は、第１のミストから第２のミストを生成するポンプに、このミストを送達する。【選択図】図１
2019193865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミストを生成する方法において、
第１のミストを生じる流体気化器に流体を送達することを含み、
前記流体気化器は、前記第１のミストから第２のミストを生じるポンプへと、前記第１のミストを送達する、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記第２のミストは、前記第１のミストのサイズに比べて、縮小されたサイズを有する、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記流体気化器は、圧電変換器を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記流体気化器に流体を送達することは、前記流体気化器と流体連通している流体保持貯蔵器に流体を送達することを含む、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記流体は、取り外し可能なカートリッジを用いて前記流体気化器に送達される、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記流体気化器により生成された前記第１のミストの流路は、前記ポンプの入口ポートおよび出口ポートによって分裂される、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
前記第２のミストは、前記流体気化器により生成された前記第１のミストの流路内へと前記ポンプから噴出される、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記第１のミストおよび前記第２のミストは、患者の皮膚表面に送達される、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記第１のミストおよび前記第２のミストは、プレートまたはウェル内の細胞へと送達される、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
前記流体気化器および前記ポンプを起動するために前記流体気化器および前記ポンプに電子的に連結された起動スイッチを起動することをさらに含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
前記ポンプおよび前記流体気化器それぞれの出口を、細胞を含有する表面に隣接して位置づけることをさらに含み、
前記ポンプおよび前記流体気化器の前記出口から前記表面までの距離は、センサにより検出される、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、
前記流体は、少なくとも約５００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
前記流体は、少なくとも約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、
前記流体は、化粧品に許容可能な局所用担体を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、
前記流体は、油−水エマルジョンを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、
前記流体は、前記流体中に懸濁したＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法において、
前記ポンプおよび前記流体気化器を収容するハウジング上のスイッチを起動することで、吸入、経口送達、目への送達、耳内送達、直腸送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された前記第１のミストおよび前記第２のミストを生成する、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法において、
前記ポンプは、前記流体気化器により生成された前記第１のミストの粒子の平均のサイズを約１０分の１に縮小する、方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法において、
前記第１のミストの流れおよび前記第２のミストの流れを、目、耳、創傷、やけど、感染症、手術部位、単離細胞、および組織の切片中の複数の細胞から選択された部位に向けることをさらに含む、方法。
【請求項２０】
ミストを作り出す方法において、
エアゾールをハウジングに導入することと、
前記ハウジングが前記エアゾールのミストを前記ハウジング内の第１の出口から放出するように、前記ハウジング上のスイッチを起動することと、
を含み、
前記ミストは、前記ミストの液滴が衝突しばらばらになるように、前記ハウジング内のポンプの入口に引き込まれ、前記ポンプの第２の出口によって、前記ハウジング内の前記第１の出口から前記ミストの経路内へと放出される、方法。
【請求項２１】
ミストを作り出す方法において、
エアゾールをハウジングに導入することと、
前記ハウジングが前記エアゾールのミストを前記ハウジング内の第１の出口から放出するように、前記ハウジング上のスイッチを起動することと、
を含み、
前記ミストは、前記ハウジング内部のポンプによって、前記ポンプから出る排気を用いて、加速され、前記ミスト中の液滴は、互いに衝突しばらばらになって加速する、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、参照により全体として本明細書に組み込まれる２０１５年６月３日出願の米国仮特許出願第６２／１７０，２１６号の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
〔分野〕
細胞を含有する表面に流体を送達するための方法、システム、および装置を提供する。
【０００３】
〔背景〕
患者の組織中への分子の局所的送達ならびに細胞中への物質のトランスフェクションおよび／または導入のための流体送達は、既存のテクノロジーの制約を受ける。薬品を含有する流体を患者内部の局所的地点に送達することは、抗生物質の局所的送達、糖尿病の治療、種々の遺伝性疾患、新しいがん治療、および化粧用途の数の拡大など、さまざまな処置のための重要な流体送達方法である。具体的には、経皮的送達とは、患者の皮膚を横断することで薬品を送達することを指す。一例として、抗生物質の経皮的送達は、好ましくは、皮膚および軟組織の感染症を治療するのに使用される。この局所的治療は、従来の経口および／または静脈内送達メカニズムが効果的でないか、または理想的とは言えない場合、あるいは異なる送達装置および方法の組み合わせを一緒に使用して送達結果を改善することができる場合に、特に重要となり得る。プラスミドまたはベクターなどの大分子を、皮膚細胞内など、局所的表面上の細胞内に送達することも重要となり得る。
【０００４】
局所的送達のために経皮的送達アプローチを使用することは、皮下注射よりも優れている。皮下注射は、痛い場合があり、針の再利用もしくは誤用による感染症のリスクがあり得、また、医療廃棄物を生じるためである。
【０００５】
経皮的送達へのアプローチはいくつかあり、それぞれ、特定の適用に対する有効性の点で、変動する。経皮的パッチは、皮膚の外層に直接貼ることができる。しかしながら、これらのパッチは、わずか約１０μｍの厚さの角質層に浸透するにすぎない。よって、分子の大部分は、角質層を横断することができない。皮膚と直接接触するための要件により、感染症のリスクもある。
【０００６】
他のアプローチには、化学的促進剤の使用およびイオン導入法が含まれる。別のアプローチは、超音波の使用である。電気穿孔法、または電圧パルスの使用も、経皮的送達に使用されてきた。マイクロニードルも経皮的送達に使用されており、これは、角質層を物理的に貫通することで、小分子が患者の皮膚の障壁を横断できるようにする、非常に短い針からなるものである。マイクロニードルは、皮膚層にミクロンサイズの穴を作って小分子用の開口部を作ることによって、皮膚透過性を高める。しかしながら、これらのアプローチはすべて、皮膚を刺激する可能性があり、多くのものが、広範に使用するには高価すぎる。
【０００７】
したがって、薬品を送達するための現行のアプローチは不適切であり、容易に投与され得、かつ／または、できるだけ皮膚刺激および痛みを生じない形で、組織への薬品の局所送達をもたらすための装置および方法が、依然として必要とされている。
【０００８】
ＤＮＡ、ＲＮＡ、プラスミド、およびたんぱく質を含むがこれらに限定されない、ある範囲の分子を細胞にトランスフェクトするための流体送達方法は、やはり現在の制約を受ける。細胞内への送達は、遺伝子療法に、また、ＣＲＩＳＰＲ編集方法と共に使用されるのに、極めて重要である。物質を細胞内に導入するための標準的アプローチには、電圧を細胞膜全体に印加して、物質を入らせる孔を作る電気穿孔法、リポソームの送達を用いる化学的トランスフェクション試薬（リポフェクタミンなど）の使用、マイクロインジェクション、および細胞透過性ペプチド（ＣＰＰ）の使用が含まれる。
【０００９】
これらの方法の大半は、細胞へのショックにより、かなりの細胞死をもたらす。いくつかの事例では、電気穿孔法または化学的トランスフェクションは、周囲環境に敏感で、かつ標準的な送達方法により細胞死する傾向がある細胞のいくつかのサブセットには適合性がない。有効で毒性のない送達は、特に、大量にはない細胞（ＣＡＲ−Ｔ療法のため患者から単離され、遺伝子をトランスフェクトされるＴ細胞集団など）における課題である。これらの事例では、毒性が高い方法は、遺伝子改変細胞による治療の効き目に深刻な影響を及ぼす。
【００１０】
大分子は、これらの方法のいずれかを用いて患者の細胞内に局所的に送達することができない。遺伝子を患者の細胞内にトランスフェクトするのにしばしばウイルスが用いられるが、このアプローチには制約があり、いくつかの的外れな効果をもたらすことがある。
【００１１】
例えばリサーチツールとして、もしくは治療環境において、さまざまな環境で使用される、さまざまな種類の分子を細胞株内に送達するための、より穏やかで、より効果的な局所的アプローチが必要とされている。よって、本開示は、流体をより効果的に送達するための方法、システム、および装置を提供する。
【００１２】
〔概要〕
流体送達装置を使用するための、さまざまな方法および装置を提供する。
【００１３】
一実施形態では、ハウジングを含む流体送達装置が提供される。流体気化器が、ハウジング内に配されており、流体を受容するように、かつその流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するように構成されている。流体気化器により生成されたエアゾールミストを加速させるように構成されたポンプも設けられている。
【００１４】
流体送達装置は、さまざまな形で変化し得る。例えば、流体気化器は、圧電変換器を含み得る。別の実施例では、ポンプは、流体気化器により生成されたエアゾールミストの流路を分裂させるように位置づけられた入口ポートを有してよく、エアゾールミストは、入口ポートを通じてポンプに引き込まれ得る。ポンプは、エアゾールミストをポンプから放出するための出口ポートも有し得る。さらに別の実施例では、ハウジングは、流体を流体保持貯蔵器内へ送達させるために、ハウジングに形成された入口を有し得る。別の実施例では、ポンプは、流体気化器により生成された液体粒子のサイズを縮小するように構成され得る。さらに別の実施例では、ポンプは、流体気化器により生成された液体粒子の平均のサイズを約１０分の１に縮小するように構成され得る。一実施形態では、ハウジングは、流体保持貯蔵器を有してよく、流体気化器は、貯蔵器から流体を受容するように構成され得る。別の実施形態では、流体気化器およびポンプは、エアゾールミストを生じるように構成され得、このエアゾールミストは、エアゾールミストが通過するハウジングの出口が組織表面から約１ｃｍ離れて位置づけられている場合に、組織内に最大１ｃｍまで入ることができる。組織または組織表面は、細胞、または細胞を含有する表面を含み得る。別の実施例では、エアゾールミストは、１マイクロ秒〜６００秒の時間規模で組織または細胞の中に入るように構成され得る。さらに別の実施例では、ポンプは、エアゾールミストを加速させるように構成されてよく、流体気化器から現れるエアゾールミストは、所与の送達区域上に集中する。
【００１５】
一実施形態では、装置は、組織の細胞を切除することなく流体を組織内に送達するように構成され得る。一実施例では、装置は、ハウジングの入口内部に取り外し可能に配されたストッパーを含み得る。別の実施例では、ハウジングは、ハウジング内に形成された出口を有してよく、この出口は、流体気化器がこの出口を通してハウジングからエアゾールミストを噴出することができるように位置づけられている。さらに別の実施例では、ポンプは、エアゾールミストがハウジングの出口を通過した後で、エアゾールミストを引き込み、加速させるように構成され得る。さらに別の実施例では、ポンプは、流体入口ポートおよび流体出口ポートを含んでよく、流体入口ポートおよび流体出口ポートは、ハウジングの出口に隣接して位置づけられている。さらに別の実施例では、ポンプの流体入口ポートおよび流体出口ポートは、互いに実質的に平行に延びてよく、また、ハウジングの出口の長さ方向中心軸に対して横方向に延びてよい。別の実施例では、流体気化器は、貯蔵器とハウジングに形成された出口との間に配され得る。
【００１６】
一実施形態では、ポンプは、隔膜ポンプを含み得る。別の実施形態では、ポンプは、軸流ファンを含み得る。さらに別の実施形態では、ハウジングは、流体気化器および／またはポンプに電子的に連結された起動スイッチを含み得る。さらに別の実施形態では、起動スイッチは、流体気化器およびポンプを同時に起動するように構成され得る。さらに別の実施形態では、ハウジングは、使用者によって把持されるように構成されたハンドル部分と、流体気化器およびポンプが内部に配された本体部分と、を含み得る。一実施例では、ハウジングは、流体気化器およびポンプに電力を供給するための電源を含み得る。別の実施例では、電源は、バッテリーを含み得る。さらに別の実施例では、装置は、ハウジングに取り外し可能に嵌めることができ、かつ流体をハウジングに送達するように構成された、カートリッジを含み得る。さらに別の実施例では、カートリッジは、流体に関し、ポンプの選択されたポンプスピードおよび流体気化器の選択された振動周波数を含む、投薬指示および／またはタイミング指示を装置に与えるように構成され得る。さらに別の実施例では、装置は、カートリッジがハウジングに嵌められない限り、動作できないように構成され得る。さらに別の実施例では、ハウジングは、起動スイッチを含んでよく、起動スイッチは、流体気化器およびポンプに電子的に連結されており、カートリッジの投薬指示に従って流体気化器およびポンプを同時に起動するように構成され得る。
【００１７】
別の実施例では、装置は、ハウジング上に配されており、かつ流体気化器の周波数およびポンプのポンプスピードならびに／または装置動作の持続時間を変更するように構成された、コントローラを含み得る。別の実施例では、装置は、ハウジング上に配されており、かつ装置から患者の皮膚までの距離を決定するように構成された、センサを含み得る。さらに別の実施例では、装置は、ハウジング内に配されており、かつ装置の向きを決定するように構成された加速度計およびジャイロスコープに電子的に連結されたセンサを含み得る。さらに別の実施例では、装置は、流体を含んでよく、この流体は、少なくとも約５００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む。さらに別の実施例では、装置は、最大で約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む流体を含み得る。なおさらに別の実施例では、装置は、少なくとも約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む流体を含み得る。一実施形態では、装置は、化粧品に許容可能な局所用担体を含み得る。別の実施形態では、装置は、油−水エマルジョンを含む流体を含み得る。さらに別の実施形態では、装置は、ＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、化学物質、小分子、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含む流体を含み得る。さらに別の実施形態では、装置は、吸入、経口送達、目への送達（ｏｃｕｌａｒ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、耳内送達、直腸送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された、蒸発した流体を含み得る。さらに別の実施形態では、装置は、細胞内送達、核内送達、および組織内送達のうちの少なくとも１つのために構成され得る、蒸発した流体を含み得る。別の実施形態では、装置は、植物内送達（ｉｎｔｒａ−ｐｌａｎｔ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）、ポリマー送達、およびたんぱく質構造送達のうちの少なくとも１つのために構成された、蒸発した流体を含み得る。
【００１８】
別の態様では、ハウジングを含む流体送達装置が提供される。流体気化器は、ハウジング内部に配されており、流体を受容するように、かつ慣性が優位を占める流体様式（ｆｌｕｉｄ  ｒｅｇｉｍｅ）を流体中に作り出すことによって流体から個々の合体していない液滴のエアゾールミストを生成するように、構成されている。装置は、ハウジング内部に配されており、エアゾールミストを加速させるように構成された、加速システムも含む。
【００１９】
装置はさまざまな形で変化し得る。例えば、装置は、１以上であるか、または、約１〜１００の範囲であり、より好ましくは約１０〜５０の範囲である、ウェーバー数を有する蒸発した流体を噴出するように構成され得る。
【００２０】
別の態様では、流体送達装置は、ハウジング内に流体保持貯蔵器を有するハウジングを備える。圧電変換器は、ハウジング内部に配されており、貯蔵器から流体を受容するように、かつその流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するように、構成されている。ハウジングは、ハウジングに形成された出口を有し、この出口は、圧電変換器が出口を通じてハウジングからエアゾールミストを噴出することができるように、位置づけられている。ポンプは、ハウジングの出口に隣接して位置づけられた、入口および出口を有する。入口ポートは、ハウジングの出口から噴出されたエアゾールミストをポンプに引き込むように構成され、出口ポートは、圧電変換器によりハウジングから噴出されたエアゾールミストの経路内へと、出口ポートからエアゾールミストを放出するように構成されている。
【００２１】
別の態様では、ミストを生成する方法が提供され、この方法は、第１のミストを生じる流体気化器に流体を送達することを含む。流体気化器は、第１のミストから第２のミストを生じるポンプへと、このミストを送達する。
【００２２】
ミストを生成する方法は、多くの方法で変化し得る。例えば、第２のミストは、第１のミストに比べて、縮小されたサイズを有し得る。別の実施例では、流体気化器は、圧電変換器を含み得る。さらに別の実施例では、流体気化器に流体を送達することは、流体気化器と流体連通している流体保持貯蔵器に流体を送達することを含み得る。さらに別の実施例では、流体は、取り外し可能なカートリッジを用いて流体気化器に送達され得る。さらに別の実施例では、流体気化器により生成された第１のミストの流路は、ポンプの入口ポートおよび出口ポートによって分裂され得る。一実施形態では、第２のミストは、流体気化器により生成された第１のミストの流路内へとポンプから噴出され得る。さらに別の実施形態では、第１のミストおよび第２のミストは、患者の皮膚表面に送達され得る。別の実施形態では、第１のミストおよび第２のミストは、プレートまたはウェル内の細胞へと送達され得る。さらなる実施形態では、この方法は、流体気化器およびポンプを起動するために流体気化器およびポンプに電子的に連結された起動スイッチを起動することを含み得る。
【００２３】
一実施例では、方法は、ポンプおよび流体気化器それぞれの出口を、組織または細胞などの表面に隣接して位置づけることをさらに含んでよく、ポンプおよび流体気化器から患者の皮膚までの距離は、センサにより検出され得る。さらに別の実施例では、流体は、少なくとも約５００ダルトンの分子量を有する薬剤を含み得る。別の実施例では、流体は、最大で約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含み得る。さらに別の実施例では、流体は、少なくとも約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含み得る。さらに別の実施例では、流体は、化粧品に許容可能な局所用担体を含み得る。なおさらに別の実施例では、流体は、油−水エマルジョンを含み得る。一実施形態では、流体は、流体中に懸濁したＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含み得る。別の実施形態では、ハウジング上のスイッチを起動することで、吸入、経口送達、目への送達、耳内送達、直腸送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された第１のミストおよび第２のミストを生成することができる。さらに別の実施形態では、ポンプは、流体気化器により生成された第１のミストの粒子の平均のサイズを約１０分の１に縮小することができる。さらに別の実施形態では、方法は、第１のミストの流れおよび第２のミストの流れを、目、耳、創傷、やけど、感染症、手術部位、単離細胞、および組織の切片中の複数の細胞から選択された部位に向けることを含み得る。
【００２４】
別の態様では、ミストを作り出す方法が提供され、この方法は、エアゾールをハウジングに導入することと、ハウジングがエアゾールのミストをハウジングの第１の出口から放出するように、ハウジング上のスイッチを起動することと、を含む。ミストは次に、ミストの液滴が衝突しばらばらになるように、ハウジング内のポンプの入口に引き込まれ、ポンプの第２の出口によって、ハウジング内の第１の出口からミストの経路内へと放出される。
【００２５】
別の態様では、ミストを作り出す方法が提供され、この方法は、エアゾールをハウジングに導入することと、ハウジングがエアゾールのミストをハウジングの第１の出口から放出するように、ハウジング上のスイッチを起動することと、を含む。ミストは次に、ハウジング内部のポンプによって、ポンプから出る排気を用いて、加速される。ミスト中の液滴は、衝突しばらばらになって加速する。
【００２６】
本発明は、添付図面と共に理解される以下の詳細な説明により、さらに十分に理解されるであろう。
【００２７】
〔詳細な説明〕
本明細書に開示する装置および方法の構造、機能、製造、および使用の原理の全体的な理解を提供するため、特定の例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ以上の実施例が、添付図面に例示されている。本明細書に具体的に記載され、添付図面に例示された装置および方法が非限定的な例示的実施形態であること、また、本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ定められることを、当業者は理解するであろう。例示的な一実施形態に関連して例示または説明された特徴部は、他の実施形態の特徴部と組み合わせることができる。このような改変および変形は、本発明の範囲に含まれることが意図されている。
【００２８】
さらに、本開示では、実施形態の同じような名前の構成要素は、概して同様の特徴部を有するので、特定の実施形態において、同じような名前の構成要素それぞれの各特徴部は、必ずしも十分に詳述しない。さらに、開示されたシステム、装置、および方法の説明に、線形または円形の寸法が使用される範囲で、このような寸法は、このようなシステム、装置、および方法と共に使用され得る形状の種類を制限することを意図していない。当業者は、このような線形および円形の寸法と等価なものが、任意の幾何学的形状について容易に決定され得ることを、認識するであろう。システムおよび装置、ならびにそれらの構成要素のサイズおよび形状は、少なくとも、システムおよび装置が使用される被験者の解剖学的構造、システムおよび装置と共に使用される構成要素のサイズおよび形状、ならびにシステムおよび装置が使用される方法および処置によって左右され得る。
【００２９】
一般的に、組織または細胞に浸透すると共に、装置と組織または細胞とを直接接触させる必要なしに、あらゆる組織刺激および／または痛みを最小限に抑えることができる、流体ミストストリームを生じる方法および装置が提供される。例示的な実施形態では、これらの方法および装置は、経皮的な流体送達に使用されるが、流体を体内で組織に塗布する外科的アプローチで使用されてもよい。
【００３０】
例示的な実施形態では、ハウジングを有する流体送達装置が提供され、ハウジングは、流体保持貯蔵器と、ハウジング内に配され、貯蔵器から流体を受容し、かつその流体から変形可能な液体粒子のエアゾールミストを生成するように構成された、圧電変換器と、圧電変換器により生成されたエアゾールミストを、中を通してポンプで送るように構成されたポンプと、を備える。ハウジングのハンドルは、装置を通る流体の流れを引き起こすように起動され得るトリガを有し得る。ハンドルは、使用者が片手でハンドルを把持すると同時にその同じ手の指でトリガを操作することができるようなサイズにされ得る。取り替え可能なバッテリーなどの電源が、ハンドルの内部に位置し得るか、あるいは、ハンドルは、外部電源に接続されるように、プラグもしくはコード、またはこれら２つの任意の組み合わせを含み得る。電源は、装置の本体内に位置してもよい。ハウジングの本体は、入口および出口を有し得る。入口は、注射器またはカートリッジなどの流体供給装置から流体を受容するように構成され得る。入口は、貯蔵器および圧電変換器の上流にあってよい。出口は、通路を提供するように構成され得、流体は、この通路を通って装置から出ることができる。出口は、ポンプに隣接して位置づけられ得る。例示的な実施形態では、出口から放出された流体は、ポンプに引き込まれ、その後、ポンプから放出され得る。出口およびポンプの具体的な配列は、細胞内に入るよう細胞膜にわたって、または、組織細胞を切除することなく組織に浸透するのに効果的な流体ストリームを作り出すことが分かっている。深く浸透することで、流体は、先行技術の方法と比べて、より長い期間にわたり組織内部にとどまる。この具体的な配列は、先行技術の流体送達装置と比べて、はるかに大きいサイズを有する分子の送達を可能にすることも分かっている。この特定の配列は、さらに、大分子（プラスミドなど）を細胞内に送達することができる。
【００３１】
図１〜図４は、装置１の一実施形態を示し、装置１は、概して、ハンドル１１と、ハンドルから延びる本体１２と、を有するハウジング１０を含む。例示されたハウジング１０は、（図４で分かるように）上部１０ｔおよび下部１０ｂの２つの部品から形成され、これらは、互いに嵌合してハウジング１０を形成し、ハウジング内部に内部空洞を画定している。ハウジング１０は、把持するためのハンドル部分１１と、ハンドル１１から延びる本体部分１２と、を含む。ハウジング１０は、プラスチックまたは金属など、任意の剛性材料で作られ得る。例示されたハウジング１０は、受台１５内に設置されているのが図示されている。受台１５は、ハウジング１０が中に置かれる受容基部として例示されているが、受台１５は、ハウジング１０を収容することのできる任意の構造体であってよいことを、当業者は認識するであろう。例えば、受台１５は、垂直な構造体、他の装置もしくは設備に取り付けられた構造体、および／または使用者に固定可能な構造体（ベルトに固定可能な構造体など）であってよい。受台１５は、ハウジング１０を定位置に固定する特徴部など、他の特徴部を含むこともできる。これらは、例えば、クリップ、クランプ、磁気保持具（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｈｏｌｄｉｎｇｓ）、ストラップ、またはハウジング１０と共に動作可能な任意の他の固定機構を含み得る。受台１５は、ハウジング１０に、またはハウジング１０内部の電源に電力を供給するように動作可能な、充電または出力機構をさらに含み得る。例えば、受台１５は、ケーブル、ワイヤ、コイル、または装置に電力を供給するか、もしくは充電するための任意の他の機構を含み得る。受台１５は、プラスチック、金属、またはハウジング１０を保持することのできる生地など、任意の剛性または軟性材料で作られ得る。他の実施形態では、ハウジングは、受台を使用せずに支柱なしで立つように設計され得る。
【００３２】
例示されたハウジング１０のハンドル１１は、近位端部１１ｐと、遠位端部１１ｄと、を有する。ハンドル１１は、概ね円筒形で細長い形状であるが、ハンドル１１は、ピストルグリップ、ペンシルグリップ、ハサミのグリップ、または任意の他の構成など、使用者が片手でハンドルを握ることができる任意の形状またはサイズを有することができる。さらに図示するように、ハンドル１１は、トリガ１３を含む。例示されたトリガ１３は、下部１０ｂのハウジング下部表面上に位置するが、トリガ１３は、装置１上の任意の場所、例えば、ハンドル１１の上部もしくは下部、または本体１２の上部もしくは下部、またはそれらの任意の側面、に位置づけられ得る。トリガ１３の起動は、ハウジング内部でポンプ４０および圧電変換器３０を起動するのに有効であるが、トリガ１３を解放することで、ポンプ４０および圧電変換器３０の使用が終わる。例示されたトリガ１３はポンプ４０および圧電変換器３０を起動するが、トリガ１３の起動は、装置のさまざまな異なる機能および／またはプロセスを起動させることができることを、当業者は認識するであろう。例えば、トリガの起動は、選択可能なポンプスピードならびに／または振動および電圧の周波数それぞれで、ポンプおよび／または圧電変換器の起動を引き起こすことができる。例示されたトリガ１３は、（図４および図６で分かるように）ボタンカバー１３ｃ、ボタンブラケット１３ｂ、およびハウジング１０内部の回路基板５０に電気的に連結されるスイッチ１３ｓを含む。しかしながら、トリガ１３は、ダイヤル、スライド、レバー、ノブ、ボタン、タッチスクリーン、またはタッチパネルなど、回路基板５０に電気的に連結されることができる、任意のタイプのスイッチであってよい。トリガ１３は、装置が特定の距離内にあるか、または障壁（例えば、患者の皮膚）に押しつけられた場合に自動的に起動することができる距離センサまたは圧力センサなど、任意のタイプのセンサであってもよい。
【００３３】
ハンドル１１の近位端部１１ｐ内では、（図４で分かるように）電源１７が回路基板５０に電気的に連結されている。電源１７は、（図６で分かるように）バッテリーコネクタ１７ｃを備えた取り替え可能なバッテリー１７ｂとして図示されている。しかしながら、電源１７は、装置に電力を供給するように構成された任意のものであってよい。例えば、電源１７は、ハンドルの近位端部１１ｐから延び、かつコンセントもしくは電源に差し込まれるように構成された、再充電可能なバッテリー、またはコードであってよい。電源１７は、使用者により取り替え可能であってよい。例えば、ハウジング１０の上部１０ｔおよび下部１０ｂは、図４に示すように分離可能であってよいか、または、ハンドルの近位端部１１ｐは、電源１７へのアクセスを提供するために取り外し可能なバッテリーカバー（不図示）を含み得る。
【００３４】
図２に示すように、ハウジングの本体１２は、流体がハウジング１０内に送達されるのを可能にするために入口１８を有する。例示された入口１８は、その中に設置されたストッパー１４を有し、ストッパーが取り外された状態で、入口１８はカートリッジ２１を受容するように構成され得る。入口１８は、装置に加えられる流体を受容し、流体は、図３で分かるようにハウジング１０の出口１６から放出され得る。例示された入口１８は、約０．１ｍｍ〜約１０ｃｍの径の円筒形チャネルとして成形されている。例えば、この径は約１．５ｍｍであってよい。しかしながら、入口１８は、流体を受容するため、ならびにストッパー１４および／もしくはカートリッジ２１を収容するために必要な任意の形態でサイズ決めされ、かつ／または成形されてよいことを、当業者は認識するであろう。他の形状は、非限定的な例として、立方形の受容チャネル、受容スロット、または受容トレイを含む。例示された出口１６も、約０．１ｍｍ〜約１０ｃｍの径の円筒形チャネルとして成形されている。例えば、この径は約１．５ｍｍであってよい。しかしながら、やはり、出口１６は、流体の放出を可能にするのに必要な任意の形態でサイズ決めされ、かつ／または成形されてよいことを、当業者は認識するであろう。図２に示すストッパー１４は、ヘッドおよびプラグを有するが、ストッパーは、コルク、スナップ式のカバー、またはキャップなど、入口１８を流体密封する任意の形態をとることもできる。
【００３５】
カートリッジ２１は、（図４で分かるように）入口１８内に導入され、その後貯蔵器２０まで下流に流れる流体を収容することができる。カートリッジ２１は、１種類の流体、または物理的障壁もしくは混和しない障壁（例えば、油相）などのさまざまな機構により分離される複数種類の流体を収容することができる。カートリッジ２１は、装置１と相互作用し得る電気的構成要素も収容することができる。例えば、カートリッジ２１は、回路基板５０と直接または無線で相互作用し、かつ、流体の種類に関する指示および／もしくは詳細、投薬情報、分散速度（ｄｉｓｐｅｒｓａｌ  ｒａｔｅｓ）、分散時間、またはカートリッジ２１内に収容された流体に関する任意の他の詳細を含む信号を回路基板５０に供給することができる、電気的構成要素を含み得る。カートリッジ２１は、カートリッジ２１から入口１８および／または貯蔵器２０への流体の導入を自動制御する、電気的構成要素、物理的構成要素、または流体構成要素を、カートリッジ２１自体の中に収容することもできる。例えば、カートリッジ２１は、特定の流体流量を可能にするように特に成形されるか、またはサイズ決めされてよい。さらに、複数のカートリッジ２１を一緒に使用して、装置に導入されるべき流体の組み合わせを提供することができる。例示されたカートリッジ２１は、入口１８に挿入されるまでカートリッジ２１から流体が流れるのを防ぐ、密封されたポート２２も有する。例えば、密封されたポート２２は、挿入時に入口１８により穿刺されるゴムもしくはプラスチックのシールを有し得る。別の実施例として、密封されたポート２２は、入口１８への挿入を感知し、装置の起動時に流体が流れるのを可能にする、電気的構成要素を有し得る。カートリッジ２１は、円筒形の形状を有するものとして例示されているが、可撓性ポーチまたは立方形の構造体など、流体を保持し、かつ入口１８に導入されることができる、任意の形状を使用することができる。さらに、カートリッジ２１は、流体を保持することができる任意の材料、例えば、剛性または可撓性のプラスチックまたはガラスで作られてよい。
【００３６】
例示された装置は、入口と流体連通している貯蔵器をさらに含む。貯蔵器は、入口を通じて装置に加えられる流体を受容することができる、装置のハウジング内の流体保持チャンバであってよい。貯蔵器は、入口およびカートリッジの下流、かつ圧電変換器の上流にある。貯蔵器が図示されているが、装置は、貯蔵器を含まなくてもよく、代わりに、カートリッジが貯蔵器を形成することができる。カートリッジは、圧電変換器への装置の流体ストリーム内に直接流体を導入することができる。
【００３７】
他の実施形態では、装置またはその一部は、１回限りの使用として設計されてよく、かつ／または使い捨てであってよい。流体は、使用中および／または直前の使用中に、貯蔵器の中に、貯蔵器を収容する装置の一部の中に、かつ／または装置の流体ストリームにつながるポートおよび／もしくはチャネルの中に、導入され得る。
【００３８】
図７および図８で分かるように、貯蔵器２０は、圧電変換器３０につながる実質的に９０°の角度がついた曲がり角を有する、実質的にＬ字型の円筒形状のチャンバの形態である。しかしながら、当業者には認識されるであろうが、貯蔵器２０は、立方形の構造など、流体を保持することができる任意の形状および／または容積を有し得る。貯蔵器の容積は変化してもよく、一実施形態では、約１μＬ〜５００ｍＬであってよい。
【００３９】
前述のとおり、圧電変換器は、貯蔵器の下流、かつハウジングの出口の上流に位置する。圧電変換器は、貯蔵器と流体連通していて、流体は、重力によって、または、ポンプ、毛管現象、電磁力、真空吸引、電気泳動、吸い上げ、もしくは電気浸透流の使用を通じるなど、流体の流れを引き起こすことができる任意の他の方法によって、貯蔵器から圧電変換器に流れる。接触の際、圧電変換器は、流体を液体粒子のエアゾールミストの形態の流体液滴へと分離するように構成されている。流体液滴は、圧電変換器内で互いに衝突し、互いから分離することができ、液滴サイズをさらに縮小する。圧電変換器から放出される際、流体液滴は、流体、任意の出口状況、スプレーの方向、および流体液滴が圧電変換器において生成される際の振動の周波数など、さまざまな要因に応じて、（層流と乱流との間の）遷移流様式、または急速な液滴合体および／もしくはさらなる液滴崩壊を引き起こし得る乱流様式で流れる。層流様式は、層間の分裂がない、平行な層での流れを特徴とする流動様式であり、乱流様式は、無秩序な特性変化を特徴とする流動様式である。装置は圧電変換器に関連して記載されているが、金属、セラミック、または導電性隔膜など、エアゾールミストを生じるために流体の液滴への分離を引き起こすように構成された任意の構成要素が使用され得ることを、当業者は認識するであろう。
【００４０】
図４〜図６に例示されるように、圧電変換器３０は、貯蔵器２０から下流に、かつ出口１６から上流に設けられる。圧電変換器３０は、ねじ３２によって貯蔵器２０に連結され、圧電変換器３０と貯蔵器２０との間の通路は、Ｏリング３３で密封されている。圧電変換器３０は、図９および図１０でさらに詳細に示す圧電板３１を有し、圧電板３１は、流体の液滴への分離を駆動するため、また、流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するために、超音波周波数で振動および／または発振することができる。変換器は、例えば、Ｈｏｍｉｄｉｃｓによって製造され得る。しかしながら、他の変換器を使用してもよい。
【００４１】
圧電変換器３０は、回路基板５０に電気的に連結され、トリガ１３が起動すると起動され得る。圧電板３１の振動の周波数は、流体のより大きな分離、またはより小さい分離を引き起こすように変化し得る。圧電板の振動の周波数は、例えば、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚで変化し得る。圧電変換器３０に印加される電圧も変化してよい。電圧は圧電変換器に応じて変化し得るが、電圧は、例えば、−３０〜３０Ｖであってよい。振動の周波数および／または電圧は、手動または自動で変化し得る。例えば、周波数および／または電圧は、回路基板５０に直接もしくは無線で連結され、制御基板５０に信号を送信することができるコントローラ（不図示）の使用を通じて手動で、または、カートリッジ２１からの信号に基づいて自動で、変化し得る。コントローラは、ハウジング１０上に位置づけられるか、もしくはハウジング１０とは別個のダイヤル、ノブ、パネル、または一連のボタンなど、振動の周波数に対する制御を与えるのに必要な任意の形態をとることができる。コントローラは、装置１を制御するか、または送達の時間を調節するために、予め設定されたプログラムを含むこともできる。
【００４２】
圧電変換器３０は、圧電板３１から出口１６を通じて流体液滴を放出する。圧電変換器により生成される流体液滴のストリームのサイズは、流体および圧電変換器に応じて変化する。例えば、これらのストリームは、容積が約１μＬ〜約１０ｍＬの範囲のマイクロストリームであってよい。ここでは圧電変換器３０は出口１６を通じて流体液滴を放出するが、圧電変換器３０は、ハウジング１０内部に流体液滴を放出することもできる。放出の方向および／もしくは力、ならびに／または流体の滴のサイズは、例えば、振動の周波数および／または電圧を変化させることによって、変化し得る。
【００４３】
ハウジングから放出されると、流体液滴は、ポンプ、または液滴を遷移流様式もしくは乱流様式にすることによって流体液滴を加圧しかつ／もしくはばらばらにする能力を提供する同様の構成要素と、相互作用することができる。ポンプは、装置のハウジング内部に置かれ得る。しかしながら、ポンプは、流体液滴と相互作用し得る限り、どこに置かれてもよい。ポンプは、ポンプ入口とポンプ出口と、を有し得る。ポンプ入口は、ハウジングの出口から流れる流体と相互作用するように位置づけられ得る。ポンプ入口は、流体液滴をポンプに引き込むことができる。流体の約１０〜９０％の範囲の量の流体が、ポンプに引き込まれてよく、ポンプの力は、排気流によって直接ポンプに引き込まれないエアゾールを加速させ得る。流体液滴は、ポンプのポンプ作用および／またはポンプの排気流を通じて加速され得る。ポンプは、例えば、ポンプの流体経路を通じて液滴を引き寄せることによって、および、例えば、ポンプの排気によって、加速度をさらに増大させ、流体液滴のサイズを縮小することができる。例えば、ポンプ内の流体液滴は、より速いスピードまで加速され得、互いと衝突し続け、液滴サイズをさらに縮小することができる。次に、ポンプは、ポンプ出口を通じて流体液滴を放出することができる。ポンプ出口は、ポンプから放出された流体液滴がハウジングの出口から放出された流体液滴と相互作用するように位置づけられ得る。２つの放出された流体液滴のストリームは、互いに影響を及ぼし、衝突し、横断し、相互作用し、かつ／または分裂させることができる。この相互作用により、流体液滴は、さらにサイズが縮小され、さらなる速度が与えられ得る。この相互作用により、層流および乱流の両方の特性を有する遷移流も生成され得る。流体液滴は、ポンプから離れて加速して、患者の組織または細胞の膜に衝突することができる。この衝突により、さらに液滴のサイズが縮小され得る。その結果、流体液滴は、組織を通過することができる。流体液滴は、組織を通過する際にそれら本来の機能を保持することができ、そのため、機能性流体液滴が患者の組織深くに投与される。圧電変換器とポンプとの両方を組み合わせて使用することで、流体液滴は、流体液滴が組織に衝突した際に、例えば約１０分の１以上に、サイズが著しく縮小され、速いスピードで加速されることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、軸流ファン（不図示）などのファンを、ポンプの代わりに、または、ポンプに加えて使用して、乱流を生じることができる。例えば、ファンは、ポンプの下流に置かれてよく、ポンプを出る流体液滴は、ファンに引き込まれて追加の乱流環境を作り出し、組織に到達する前に流体液滴間でのさらなる衝突を可能にすることができる。そのような他の流体分裂要素を、ポンプの代わりに、またはポンプに加えて使用して、衝突時に流体液滴サイズを縮小し、現れる流体ミストのさらなる集中を促進し得ることを当業者は認識するであろう。
【００４５】
図１１および図１２に例示されるように、ポンプ４０は、圧電変換器３０に隣接して置かれている。ポンプ４０は、内側空洞が中に形成されたハウジングの形態である。図６を参照すると、ポンプ振動ジャケット４３が、ポンプ４０の振動を低減させるために、ハウジングの周囲に配され得る。図１１および図１２にさらに示すように、ポンプ４０は、ポンプ入口４１およびポンプ出口４２を含み、ポンプ入口４１およびポンプ出口４２は、ポンプ４０の空洞と流体連通しており、圧電板３１およびハウジング１０の出口１６からの流体液滴の流れに影響を及ぼすように位置づけられている。具体的には、例示されたポンプ入口４１およびポンプ出口４２は、互いから距離をおいて位置づけられており、互いに実質的に平行に延びる中心軸を有している。ポンプ入口４１およびポンプ出口４２はそれぞれ、ハウジング１０の出口１６から出る流体の流れの経路内へと、ポンプ４０から延びる。ポンプ入口４１およびポンプ出口４２は共に、図１２に例示されるように、ハウジング１０の出口１６の軸と９０°未満の角度を形成している。さまざまな実施形態では、ポンプ入口４１およびポンプ出口４２と、ハウジング１０の出口１６の軸との角度は、ポンプ入口４１およびポンプ出口４２が圧電板３１およびハウジング１０の出口１６からの流体液滴の流れに影響を及ぼし得る限り、例えば約６０°〜約９０°で変化し得る。
【００４６】
ポンプ入口４１およびポンプ出口４２の構成は変化し得る。例示された実施形態では、ポンプ入口４１は円筒形チャネルとして成形される。一実施形態では、ポンプ入口４１は、約０．１ｍｍ〜約１０ｃｍの内径を有する。例えば、この径は約１．５ｍｍであってよい。ポンプ入口４１は、ポンプと共に動作し、流体液滴を引き込むのに必要な任意の形態でサイズ決めされ、かつ／または成形され得ることを、当業者は認識するであろう。例示されたポンプ出口４２も、円筒形チャネルとして成形され、ポンプ出口４２は、同様に、変化する径を有し得る。一実施形態では、この径は約０．１ｍｍ〜約１０ｃｍであってよい。例えば、この径は約１．５ｍｍであってよい。ポンプ入口４１と同様、ポンプ出口４２は、ポンプ、および放出されるべき流体の量に応じて、サイズおよび／または形状が変化してよい。
【００４７】
ポンプ４０も、その中を通る流体の流れを促進するためにさまざまな構成を有し得る。図１１に示すように、例示されたポンプ４０は、空気式隔膜ポンプである。隔膜ポンプの非限定的な一例は、Ｇａｒｄｎｅｒ  ＤｅｎｖｅｒのＴｈｏｍａｓにより提供される３０１３ＶＤ／０，７／Ｅ／ＤＣ隔膜ポンプである。使用中、流体液滴は、ポンプ４０内部で加速される。ポンプ４０のポンプスピードおよび／または圧力を変えることは、流体液滴のスピードおよび／またはサイズおよび／または放出方向に影響を及ぼし得る。ポンプ４０が、回転翼型ポンプまたは容積型ポンプなど、流体液滴のサイズを縮小し、かつ／または圧電変換器および／もしくはハウジングの出口からの流体液滴の流れに影響を及ぼすことができる、任意のポンプであってよいことを、当業者は認識するであろう。
【００４８】
ポンプ４０は、回路基板５０に電気的に連結されており、トリガ１３が起動すると起動され得る。ポンプスピードおよび／またはポンプ圧力は、手動または自動で変化し得る。例えば、このスピードおよび／または圧力は、回路基板５０に直接もしくは無線で連結され、制御基板５０に信号を送信することができるコントローラ（不図示）の使用を通じて手動で、または、カートリッジ２１からの信号に基づいて自動で、変化し得る。コントローラは、圧電変換器３０と同じコントローラであってよいか、あるいは、別個のコントローラであってよい。コントローラは、ハウジング１０上に位置づけられるか、もしくはハウジング１０とは別個のダイヤル、ノブ、パネル、または一連のボタンなど、ポンプスピードおよび／またはポンプ圧力に対する制御を与えるのに必要な任意の形態をとることができる。
【００４９】
前述のとおり、使用中、ポンプ４０は、ポンプ出口４２から流体液滴を放出する。流体液滴の放出の方向および／または力は、例えば、ポンプスピードおよび／またはポンプ圧力を変化させることによって、変化し得る。流体液滴は、ハウジングの出口１６から流れるスプレー出力中へ逆流し、流体スプレー出力は、分子の送達またはトランスフェクションのため、患者の組織を通過するか、または細胞の中に入る。流体は、任意の分子量の任意の流体からなることができる。圧電変換器とポンプとの組み合わせは、例えば１ｃｍ以上の深さまで組織の中に入るサイズを有する流体のミストまたはストリームを生じるのに有効であることが分かっている。その結果、より高い分子量を有する流体が使用され得、組織中に浸透する。例示的な実施形態では、流体は、約５００ダルトン以上の分子量を有する。流体の分子量は、約５００ダルトン〜約８００ダルトンであってもよい。分子量は、８００ダルトン超、または５００ダルトン未満であってもよい。装置１を通過した後、得られる流体液滴は、サブミクロンの範囲であり、皮膚の毛穴（約３μｍ）を通って浸透することができる。放出後の流体液滴のフローストリーム（ｆｌｏｗ  ｓｔｒｅａｍ）の速度および幅は、使用される流体、および圧電変換器、およびポンプ、および径が約０．１〜５ｃｍで変化し得る出口のサイズに応じて、変化し得る。しかしながら、速度は、例えば、０．１〜０．２Ｌ／秒であってよく、スプレー出力の幅は、例えば、約１ｃｍであってよい。
【００５０】
特定の例示的な実施形態では、流体は、創傷を治療するのに使用される薬物である。例えば、流体は、任意の抗生物質、例えば、セフタロリンなど、皮膚および軟組織の感染症を治療するための抗生物質であってよい。セフタロリンのような抗生物質などの流体の機能性は、流体が流体液滴へと変換されて患者の組織を通過する際に維持され得る。さらに、装置１は、皮膚および軟組織の感染症の治療など、さまざまな経皮的送達目的に使用され得るが、流体は、例えば切開外科技術（ｏｐｅｎ  ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）、内視鏡技術、または腹腔鏡技術により、体内組織に送達され得ることを、当業者は認識するであろう。他の実施形態では、装置は、鼻腔内に流体を送達するように構成され得る。さまざまな実施形態では、流体は、吸入、経口送達、目への送達、耳内送達、直腸送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された、蒸発した流体であってよい。蒸発した流体は、耳または目のうちの少なくとも１つへ送達されるように構成され得る。蒸発した流体は、送達のために細胞および／または細胞層および／または組織層および／または植物細胞層を収容するプレート、ウェル、または他の表面上に送達され得る。
【００５１】
流体は、化粧品に許容可能な局所用担体であってよい。例えば、化粧品に許容可能な局所用担体は、以下の５種類：湿潤剤、乳化剤、皮膚軟化薬、保水剤、芳香剤のうちの１つ以上から選択された成分を含み得る。ある実施形態では、化粧品に許容可能な局所用担体は、前述した種類うちの２つ以上からの成分、例えばそれらの種類のうちの少なくとも３つ以上からの成分、を含む。いくつかの実施形態では、化粧品に許容可能な局所用担体は、水、乳化剤、および皮膚軟化薬を含む。化粧品に許容可能な局所用担体は、溶液、懸濁液、マイクロエマルジョンおよびナノエマルジョンなどのエマルジョン、ゲル、固体、ならびにリポソームであってよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、流体は、油−水エマルジョンを含み得る。流体は、ＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含むこともできる。装置および流体は、遺伝子編集および／または遺伝子送達などの、ＣＲＩＳＰＲ操作および／または適用に使用されるように構成されてもよい。
【００５３】
前述のとおり、装置１は、回路基板を含む。回路基板は、電源、トリガ、ポンプ、カートリッジ、および／または圧電変換器に連結され得る。回路基板は、電源、スイッチ、ポンプ、カートリッジ、および／または圧電変換器と、直接または無線で相互作用し得る。例えば、回路基板は、電源に電気的に連結されてよく、また、ポンプおよび圧電変換器に電力を供給することができる。回路基板は、例えば使用者によるトリガの作動を示す、信号をトリガから受信することができる。回路基板は、ポンプおよび圧電変換器に対して信号を送受信することができる。例えば、回路基板は、圧電変換器およびポンプを起動および／または停止させる信号を送信することができる。回路基板は、圧電変換器の振動の周波数および／または電圧、ならびにポンプのポンプスピードおよび／または圧力など、圧電変換器およびポンプの機能性または状態に関する信号を送受信することもできる。回路基板はさらに、例えば、流体の種類に関する指示および詳細、投薬情報、分散速度、および分散時間に関する信号を、カートリッジに送信し、かつ／またはカートリッジから受信することができる。回路基板は、次に、カートリッジに送信され、かつ／もしくはカートリッジから受信された信号に関する信号を、ポンプおよび／もしくは圧電変換器に送信し、かつ／またはポンプおよび／もしくは圧電変換器から受信することができる。カートリッジの挿入および／またはトリガの起動は、回路基板、ポンプ、および／もしくは圧電変換器からの信号、ならびに／またはこれらへの信号を誘発し得る。回路基板は、さらに、例えば装置の動作および状態に関する信号を、コントローラ（不図示）に送信し、かつ／またはコントローラ（不図示）から受信することができる。コントローラは、ポンプおよび圧電変換器の機能性を制御し得るコントローラと同じコントローラであっても、異なるコントローラであってもよい。回路基板は、投薬、ポンプスピード、圧電変換器の振動の周波数および／もしくは電圧の調節のため、またはリアルタイムのフィードバックを用いた装置動作の任意の他の態様のため、統合型無線テクノロジーを用いて、外部器具またはオペレータに対し信号を送受信することができる。
【００５４】
図４〜図６に例示されるように、回路基板５０は、基板の近位端部５０ｐ上の電源１７と、基板の遠位端部５０ｄ上の圧電変換器３０およびポンプ４０との間に連結されており、トリガ１３が電源１７と圧電変換器３０およびポンプ４０との間に連結されている。しかしながら、回路基板５０は、回路基板５０を電源１７、圧電変換器３０、およびポンプ４０に連結することができる、ハウジング１０内部またはハウジング１０上の任意の場所に置かれてよいことを、当業者は認識するであろう。トリガ１３が起動されると、回路基板５０が圧電変換器３０およびポンプ４０を起動し、トリガ１３が停止すると、回路基板５０が圧電変換器３０およびポンプ４０を停止させる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、トリガ１３の起動は、回路基板５０からの、予めプログラムされた反応を引き起こし得る。例えば、カートリッジ２１は、装置に挿入され得る。挿入されると、カートリッジ２１は、カートリッジ２１に収容された流体に関する投薬指示を含む指示信号を回路基板５０に送信することができる。指示信号に基づいて、回路基板５０は、ポンプ４０および圧電変換器３０に信号を送信して、投与されるべき流体に適切なポンプスピードおよび振動の周波数を与えることができる。トリガ１３の起動時、回路基板５０は、与えられた指示信号に従って流体の投与を引き起こし得る。回路基板５０は、圧電変換器３０だけ、またはポンプ４０だけを起動するように構成されることもできる。
【００５６】
さらに、装置は、装置の動きおよび／または向きおよび／または組織もしくは他の存在（プレート上もしくはウェル内の細胞など）からの距離を検出するためのセンサをさらに備えていてよい。センサは、回路基板および／またはコントローラ（不図示）に、直接かつ／または無線で信号を送信することができる。回路基板および／またはコントローラは、その後、受信信号に基づいて装置の機能性を変化させることができる。例えば、図１３に例示されるように、向き信号を回路基板５０および／または別個のコントローラに送信して装置の向きを判断することができるように、ジャイロスコープ６０および加速度計６１が、ハウジング１０の内部または上に設けられ得る。ジャイロスコープ６０および加速度計６１は、ハウジング１０の内部または上の任意の場所に位置してよい。回路基板５０および／またはコントローラは、例えば、装置が流体の送達に適した向きになるまで装置を停止するか、または装置の向きに基づいて流量、ポンプスピード、および振動の周波数を変化させることによって、向き信号を受信し、使用することができる。
【００５７】
別の実施例として、装置は、ハウジング１０上の任意の場所に位置づけられた距離センサ６２を含み得る。距離センサは、装置の、患者の組織からの距離を検出することができ、また、距離信号を回路基板５０および／またはコントローラに送信することができる。回路基板５０および／またはコントローラは、装置が流体の送達に適した範囲内にくるまで装置を停止させることによって、距離信号を受信し、使用することができる。距離センサは、カートリッジと相互作用するように構成されてもよい。
【００５８】
ハウジング１０上の任意の場所に連結され、流体の滴の投与前、投与中、および／または投与後に組織を乾かすことができる、ファン６３など、さらなる構成要素が、装置に加えられ得る。流体および／または患者の組織を加熱および／または冷却することができる、冷却および／または加熱システム６４が、ハウジング１０の内部および／または上に設けられ得る。
【００５９】
紫外線（ＵＶ）光、白色光、またはハロゲンが、圧電変換器３０から放出された後、ポンプ４０から放出された後、および／または出口１６から放出された後の流体液滴をゲル化するために提供され得る。例えば、シャッターおよびＵＶ  ＬＥＤ６５が、（図１３に示すように）回路基板５０に連結されてよく、流体液滴がポンプ４０から放出される際に可変の持続時間にわたり流体液滴をＵＶ光に暴露することができる。シャッターおよびＵＶ  ＬＥＤは、ハウジング１０の内部または上の任意の場所に設置され得る。別の実施例では、ＬＥＤライトが、目標の送達部位を照らすために含まれ得る。さらに、その部位への血液循環を増大させることを含むさまざまな目的のため、または抗菌使用のために、青色光または赤色光が加えられ得る。
【００６０】
電流および／または音波および／または超音波を送達するためのコントローラ６６は、回路基板５０に連結され、ハウジング１０上に位置づけられ、電流および／または波を装置から患者の組織に通して透過性を高めるように構成され得る。コントローラは、装置からの送達の持続時間、パターン、長さなどを制御するタイマー、例えば所与の期間にわたり送達するためのタイマーなど、時間調節特徴部を含むこともできる。
【００６１】
カメラ６７は、回路基板５０に連結され、ハウジング１０上の任意の場所に設置されて、使用者が組織治療部位を監視し、治療が継続する間は患者の組織上の所望の場所が治療されることを確実にすることができる。カメラ６７は、外部のオペレータまたは装置に情報を無線で伝送するように構成され得る。
【００６２】
使用中、図１４に例示されるように、流体は、ハウジング１０の内側の貯蔵器２０内に導入される。流体は、貯蔵器２０から、圧電変換器３０および圧電板３１に対して流れる。ハウジング１０の出口１６は、患者の組織７０からある距離以内に位置づけられ得、装置１は組織に接触する必要がない。出口１６はまた、流体をポンプ４０の入口４１および出口４２にわたって流すように位置づけられている。スイッチ１３を起動させると、圧電変換器３０および／またはポンプ４０を起動させることができ、流体を、流体液滴としてハウジング１０の出口１６から放出させることができる。ハウジング１０の出口１６から放出された流体は、ポンプ４０の入口４１に引き込まれて、ハウジング１０の出口１６からの流体液滴経路内へと出口４２から放出され、放出された流体液滴を衝突させて、さらにばらばらにする。流体は、患者の組織７０内に浸透し、粒子のサイズにより、流体は、少なくとも約１ｃｍの深さだけ組織内に浸透することができる。組織７０は、例としての送達目標として本明細書で使用されているが、細胞の層など、さまざまな送達目標を使用することができる。
【００６３】
ここでは実施例の試験結果を提供し、これには、本明細書で開示するような装置を用いて入手した、現実世界のデータが含まれる。以下の実施例は、例示的なものであり、決して発明を制限するものではないと考えるべきである。
【００６４】
実施例の試験結果１：
図１〜図１４に開示するような構成を有する装置を、圧電変換器のみを用いて生成された標準的エアゾールと共に試験に使用し、装置とエアゾールとで色素浸透を比較した。水と、分子量が７９２ダルトンの鮮やかな青色色素との混合物を使用して浸透を試験した。エアゾールおよび装置の両方を、皮膚から１ｃｍ離して保持し、溶液を、鶏および豚の皮膚で覆われた組織上にスプレーした。皮膚および組織を切り、色素浸透を測定した。エアゾールからのスプレーは、いずれの動物の皮膚にも、顕著な深さまで浸透しなかったことが示された。しかしながら、この装置を用いると、図１５に示すように、豚の組織では１ｃｍの深さまで、鶏の組織では１．２３ｃｍの深さまで、均一な浸透が観察された。これらの結果は、５００ダルトン超の分子量を有する薬剤が、この装置を用いて皮膚および軟組織に浸透し得ることを示している。５００〜８００ダルトンの範囲の間に、皮膚および軟組織の感染症を治療するのに使用されるものなどの、いくつかの抗生物質があある。一例は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌に対する抗生物質である、セフタロリンである。図１６に示すように、セフタロリンの分子サイズは、青色色素の分子サイズを下回るが、局所用エアゾールは、５００ダルトン超の分子サイズを有する分子を、任意の顕著な深さまで送達する能力が大いに制限されている。よって、装置は、セフタロリンを患者の組織内部のかなりの深さまで送達するのに成功し得る。さらに、この試験では、組織内へ１ｃｍより深く大分子を浸透させることを達成したが、この必要な深さは、皮膚状態の性質または目的とされる身体の領域に基づいて変化し得る。したがって、送達方法は、臨床要件に基づいて送達深さを最適化するように設計され得る。
【００６５】
実施例の試験結果＃２：
さらなる実施例では、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置を通過する抗生物質が、図１７に示すように細菌に対して本来の機能を保持したことが、示された。脱イオン水に溶解した抗生物質による、細菌株Ｅ．  Ｃｏｌｉ  ＤＨ５−αの抑制を、抗生物質および水を装置に通すことによって、試験した。試験した３つの抗生物質は、アジスロマイシン（５ｍｇ／ｍＬ）、バンコマイシン（１５ｍｇ／ｍＬ）、およびストレプトマイシン（２０ｍｇ／ｍＬ）であった。陽性対照として、（装置を通っていない）同じ抗生物質を試験した。追加の対照には、脱イオン水、および装置を通った脱イオン水が含まれた。１００μＬの抗生物質または脱イオン水を８ｍＬのＬＢ培地中に加えた後、６００ｎｍで０．５ＯＤの１００μＬの細菌株（ｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｓｔｏｃｋ）を加えた。この実験は、４回のバイオロジカルレプリケートおよび３回のテクニカルレプリケートで実行され、ｎ＝１２のサンプルサイズをもたらした。サンプルは、攪拌機において３７℃、２００ＲＰＭで６時間インキュベートし、その後、光学濃度を、分光光度計において６００ｎｍで測定した。すべての抗生物質は、装置を通った後で、本来の機能を保持しており、装置を通過したことによる細菌抑制の減少はなかった。装置を通過した脱イオン水は、抗菌効果がなく、装置自体が細菌抑制を誘発しないことを示した。図１７は、この時間にわたる増殖の量を示すために、開始時点のＯＤに対して正規化された最終ＯＤを有するアジスロマイシンのデータを示している。同様に、バンコマイシンおよびストレプトマイシンも、装置を通過した後で、本来の機能を保持していた。
【００６６】
実施例の試験結果３：
さらに別の実験では、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置が、標準的エアゾールと比べて深い浸透を可能にする能力を、調査した。水を、装置の貯蔵器内に供給し、圧電変換器単独による標準的エアゾール化の後で、または、接触時に液滴の合体を防ぐ安定剤としての１．５％（ｖ／ｖ）のＳｐａｎ−８０（Ｓｉｇｍａ）と共に軽油を収容した槽（Ｓｉｇｍａ）内のポンプによって装置１を通過した後で、集めた。エマルジョンを次に、カバーグラス上にピペットで移し、４倍の倍率で明視野顕微鏡法を用いて観察した。図１８に示すように、ポンプにより装置を通過した流体液滴は、標準的エアゾール化を用いて生成されたものよりも、平均して１０分の１の小ささであった。
【００６７】
実施例の試験結果４：
別の実験では、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置が経皮的な薬剤送達を行う能力を、小さな皮膚創傷を治療し（ローションを塗布するときなどに）人の手で局所的に塗布するように設計された市販のエアゾールと比較した。これらの送達方法は、鉱油槽内に位置する食用色素の液滴を「分裂させる」のに使用された。図１９に例示されるように、市販のエアゾールおよび手による拡散は食用色素を広範に分配するが、液滴を無傷で残す唯一の送達方法は、この装置であった。同様の実験では、圧電材料を出た後と、装置を出た後とで、食用色素の分配を比較した。図２０に例示されるように、圧電材料は、むらのある分配をもたらすのに対し、装置は、投与したエリアにわたり、むらなく、より集中した分配をもたらした。これら両方の研究の結果は、装置が、経皮的送達に対する現行のアプローチよりもかなり少ない力を与えると共に、よりむらがなく均一であることを示唆しており、装置は圧力が低く、皮膚損傷をほとんど、もしくはまったく引き起こさないので、経皮的な薬剤送達によく適していることを示唆している。
【００６８】
実施例の試験結果５：
別の実験を行って、創傷治癒ペプチドを送達する結果を吟味した。図２１に例示されるように、創傷治癒ペプチドＮＰ−６Ａ（７８０ＤＡ）を、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置によって、糖尿病の（ＺＤＦ）ラットモデルの病変内に送達した。（無菌食塩水中の）ペプチドを、３００ｎＭの濃度で毎日、５日間にわたり、この装置を通じて送達した。図２１で見ることができるように、このペプチドで治療した創傷は、未治療の創傷よりもはるかに高い治癒を示しており、装置を通じて送達された後であっても、ペプチドの機能性が保持されていることを示す。この実験を、標準化された皮膚パンチにより健康で痩せたメスのラット（Ｚｕｃｋｅｒ  Ｌｅａｎ）で繰り返し、装置を通じて送達されたペプチド治療用物質で治療したラットでは４３％の改善が見られた。治療から４日後、未治療の創傷は、装置を通じて送達されたペプチドＮＰ−６Ａで治療したラットの、平均約１１．３６ｍｍ２の創傷サイズ（２．７７ｍｍ２  ＳＴＤ）と比べて、創傷サイズが平均で約１９．１６ｍｍ２（２．００ｍｍ２  ＳＴＤ）であった。これらの研究の結果は、装置を通じて送達されたペプチド薬剤がそれらの薬理学的機能性を保持しており、装置を通じた送達が皮膚分裂をまったくまたは最低限しか生じず、これは治療の免除（ｅｘｅｍｐｔｉｏｎ）に重要であること、また、大きな薬剤が、例えば大きなペプチドを創傷内に安全に送達することによって、装置を通じて皮膚内に有効に送達され得ること、を示している。
【００６９】
実施例の試験結果６：
さらに別の実験では、４人の被験者が、約５０μＬの滅菌蒸留水を手にスプレーし、コルネオメーターＣＭ８２５装置で水和レベルを測定することを、自ら進んで引き受けてくれた。皮膚は、研究時、および２４時間後に、あらゆる変色に関して目視で検証され、被験者の快適さが評価され、自己報告された。ペンを用いて、右手および左手の甲に（約１．５ｃｍの円径を有する）送達部位を示す円を描いた。右手および左手両方の円を描いた領域における水和作用を、初めにコルネオメーターＣＭ８２５で評価した。図１〜図１４に開示するような構成を有する装置を、約３０秒間使用し、約５０μＬの滅菌水を各被験者の左手に送達した。約５秒休息した後、手をティッシュで拭って乾かした。約１００μＬの滅菌水を、各被験者の右手の甲の、円を描いた領域に局所的に塗布して、そのエリアを覆うように広げた。約５秒休息した後、その手をティッシュで拭って乾かした。図２２に例示されるように、コルネオメーターＣＭ８２５を使用して、両手への送達後の水和作用を評価し記録した。送達時に装置を経験した際、または２４時間の追跡調査後に、不快感もしくは変色を報告した被験者はいなかった。被験者たちは、装置を通じた送達を、わずかに冷たいミストのような感じであったと述べた。１時間後と２時間後に、被験者３をコルネオメーターＣＭ８２５で再評価し、結果を以下の表１に示す。
【表１】
2019193865.tif 000003
【００７０】
これらの研究の結果は、局所塗布と比べ、装置を使用した場合、かなり多くの水が若者（２６歳）および熟年者（５１歳）両方の皮膚内に送達されたことを示す。さらに、被験者３の追跡調査は、装置を用いていったん水が送達されたら、水は、その部位に局所的にとどまり、局所送達と比べて急速に蒸発しないことを示した。
【００７１】
実験の分析により、装置内での流体液滴挙動の蓋然的なメカニズムが説明される。流体液滴は、ウェーバー数が高い乱流様式で装置から噴出される。ウェーバー数は、慣性と表面張力との効果を比較するものであり、その結果、高いウェーバー数とは、慣性力が表面張力と比べて優位を占め、流体液滴衝突の挙動を左右することを意味している。装置と接触させられる流体は、ポンプに吸い込まれ得、ポンプにおいて、流体は単一のストリーム、またはジェットへと形成されるのではなく、この流体様式のため、液滴の分散を受ける。ポンプの内側での液滴の分散は、著しく小さい流体液滴の形成をもたらし、このような液滴は、やはり速い速度を有し、皮膚の表面上に水たまりを形成するのではなく、皮膚に浸透することができる。図２３に例示されるように、データがこの理解を裏付けている。装置から現れる流体液滴は、単に圧電性結晶のエアゾールを用いて形成されたものよりも著しく小さく、速度および弾性を維持しており、装置からの流体液滴が皮膚および軟組織に浸透するのを可能にする。
【００７２】
ウェーバー数の計算：
ウェーバー数は、慣性力と表面張力との相対的な効果を比較する無次元数である。高いウェーバー数では、流体液滴の形成および分散は、流体液滴のサイズおよび分配を決定する重要なメカニズムである。
【００７３】
慣性力は、おおよそρＶ２ｌ２であり、表面力（ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｏｒｃｅｓ）はおおよそσｌである。ρは、流体の密度（ｋｇ／ｍ３）である。Ｖは、速度（ｍ／ｓ）である。ｌは、特徴的な長さ（典型的には流体液滴の径）（ｍ）である。σは表面張力（Ｎ／ｍ）である。
【００７４】
典型的には、慣性および表面張力が流体液滴に作用する長さスケールは同じであるので、ウェーバー数は、以下のように書くことができる（また、比率は以下の結果のような結果となる）：
【数１】
2019193865.tif 000004
【００７５】
ここで、ウェーバー数の決定は、水が以下の実験パラメータにより室温で加圧システムを通じてエアゾール化されたことを考慮した：
ρ＝約１０００ｋｇ／ｍ３
Ｖ＝約３．７５ｍ／ｓ
ｌ＝約５０Ｅ−５ｍ
σ＝約０．０７２ｋｇ／ｓ２
【００７６】
流体液滴のサイズは、１〜１０００μｍで変化し得る。
【００７７】
これらのパラメータに基づいて、ここでのウェーバー数は、約１０〜１００と推定され、衝突時にかなりの流体液滴の分散がある様式をもたらす。液滴の分散があるために、ウェーバー数は、少なくとも１を超えなければならない。それは、慣性が表面張力より優位なためである。１０〜５０のウェーバー数により、組織または細胞への分子の浸透を高めるのに十分な集中および液滴分散効果がもたらされると推定される。
【００７８】
実施例の試験結果７：
別の実験では、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置を通過したペプチドが、分散しないか、または損傷しないことが、証明された。装置を通過する前後のＮＰ−６Ａ溶液（７６８．３Ｄａ）を、ＭＡＬＤＩ  ＴＯＦ−ＴＯＦ  ＭＳ分析にかけた。サンプルのＭＳスペクトルを、７００〜１０００ｍ／ｚの質量範囲にわたり（８００ｍ／ｚの焦点質量（ｆｏｃｕｓ  ｍａｓｓ）で）取得した。５０００回のレーザーショットでのＭＳスペクトルは、積算サブスペクトル（ｓｕｍｍｅｄ  ｓｕｂ−ｓｐｅｃｔｒａ）（サンプルにわたり５０レーザーショット×１００）であった。図２４に例示されるように、サンプルのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳスペクトルは、装置を通過する前後でのＮＰ−６Ａ溶液における最も大きなペプチドピークは７６８．３Ｄａであったことを示し、これは、装置がペプチドの著しい分解を誘発しないことを示す。
【００７９】
実施例の試験結果８：
別の実験では、水溶液中のｐ−ＭＩＲ−ＧＦＰベクター（５００μＬ中に１０μｇ、３４００ｋＤａのサイズ）を、図１〜図１４に開示するような構成を有する装置を用いて、Ｈ９Ｃ２細胞の単層上に送達し、ＣＣＤカメラを用いるＬｅｉｃａ  ＤＭＩ４０００Ｂ倒立顕微鏡を用いて、７２時間インキュベーションした後で、緑色蛍光信号を検出した。市販の化学的トランスフェクション試薬リポフェクタミンを使用した送達と比べて、装置での送達は、図２５に例示されるように、細胞毒性が低く、送達有効性が匹敵する結果となった。
【００８０】
本明細書に開示する装置は、１回使用した後で廃棄されるように設計されてよく、あるいは、複数回使用されるように設計されてもよい。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回使用した後で再利用するために再調整され得る。再調整には、装置を分解するステップ、それに続く、特定の部品を洗浄するかもしくは取り替えるステップ、および、その後、再組み立てするステップ、の任意の組み合わせが含まれ得る。具体的には、装置を分解することができ、装置の任意の数の特定の部品もしくは部分を、任意の組み合わせで選択的に取り替えるか、もしくは取り外すことができる。特定の部分を洗浄しかつ／または取り替えたら、装置は、再調整施設で、または外科処置の直前に外科チームによって、その後の使用のために再組み立てされることができる。装置の再調整には、分解、洗浄／取り替え、および再組み立てのためのさまざまな技術を利用し得ることを、当業者は認識するであろう。このような技術の使用、および結果として得られる再調整済みの装置はすべて、本出願の範囲内である。
【００８１】
当業者は、前述した実施形態に基づいて、本発明のさらなる特徴部および利点を認識するであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲により示すものを除き、具体的に図示および説明されたものによって制限されない。本明細書で引用したすべての刊行物および参考文献は、参照により全体として本明細書に明白に組み込まれるものである。
【００８２】
〔実施の態様〕
（１）  流体送達装置において、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配された流体気化器であって、流体を受容し、かつ前記流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するように構成されている、流体気化器と、
前記流体気化器により生成された前記エアゾールミストを加速させるように構成されたポンプと、
を含む、流体送達装置。
（２）  実施態様１に記載の装置において、
前記流体気化器は、圧電変換器を含む、装置。
（３）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、前記流体気化器により生成された前記エアゾールミストの流路を分裂させるように位置づけられた入口ポートを有し、前記エアゾールミストは、前記入口ポートを通じて前記ポンプに引き込まれ得、
前記ポンプは、前記エアゾールミストを前記ポンプから放出するための出口ポートを有する、装置。
（４）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、前記流体気化器により生成された前記液体粒子のサイズを縮小するように構成されている、装置。
（５）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、前記流体気化器により生成された前記液体粒子の平均のサイズを約１０分の１に縮小するように構成されている、装置。
【００８３】
（６）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジングは、流体保持貯蔵器を有し、
前記流体気化器は、前記貯蔵器から流体を受容するように構成されている、装置。
（７）  実施態様６に記載の装置において、
前記ハウジングは、流体を前記流体保持貯蔵器内へ送達させるために、前記ハウジングに形成された入口を有する、装置。
（８）  実施態様１に記載の装置において、
前記流体気化器および前記ポンプは、エアゾールミストを生成するように構成され、前記エアゾールミストは、前記エアゾールミストが通過する前記ハウジングの出口が組織から約１ｃｍ離れて位置づけられている場合に、前記組織内に最大１ｃｍまで入ることができる、装置。
（９）  実施態様１に記載の装置において、
前記エアゾールミストは、１マイクロ秒〜６００秒の時間規模で前記表面内に入るように構成されている、装置。
（１０）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、前記エアゾールミストを加速させるように構成され、前記流体気化器から現れる前記エアゾールミストは、所与の送達区域上に集中する、装置。
【００８４】
（１１）  実施態様１に記載の装置において、
前記装置は、組織の細胞を切除することなく流体を前記組織内に送達するように構成されている、装置。
（１２）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジングの前記入口内部に取り外し可能に配されたストッパーをさらに含む、装置。
（１３）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジングは、前記ハウジング内に形成された出口を有し、前記出口は、前記流体気化器が前記出口を通して前記ハウジングから前記エアゾールミストを噴出することができるように位置づけられている、装置。
（１４）  実施態様１３に記載の装置において、
前記ポンプは、前記エアゾールミストが前記ハウジングの前記出口を通過した後で、前記エアゾールミストを引き込み、加速させるように構成されている、装置。
（１５）  実施態様１３に記載の装置において、
前記ポンプは、流体入口ポートおよび流体出口ポートを含み、
前記流体入口ポートおよび流体出口ポートは、前記ハウジングの前記出口に隣接して位置づけられている、装置。
【００８５】
（１６）  実施態様１５に記載の装置において、
前記ポンプの前記流体入口ポートおよび流体出口ポートは、互いに実質的に平行に延び、また、前記ハウジングの前記出口の長さ方向中心軸に対して横方向に延びている、装置。
（１７）  実施態様１に記載の装置において、
前記流体気化器は、貯蔵器と前記ハウジングに形成された出口との間に配されている、装置。
（１８）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、隔膜ポンプを含む、装置。
（１９）  実施態様１に記載の装置において、
前記ポンプは、軸流ファンを含む、装置。
（２０）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジングは、前記流体気化器および前記ポンプに電子的に連結された起動スイッチを含む、装置。
【００８６】
（２１）  実施態様２０に記載の装置において、
前記起動スイッチは、前記流体気化器および前記ポンプを同時に起動するように構成されている、装置。
（２２）  実施態様２０に記載の装置において、
前記ハウジングは、使用者によって把持されるように構成されたハンドル部分と、前記流体気化器および前記ポンプが内部に配された本体部分と、を含む、装置。
（２３）  実施態様２０に記載の装置において、
前記ハウジングは、前記流体気化器および前記ポンプに電力を供給するための電源を含む、装置。
（２４）  実施態様２３に記載の装置において、
前記電源は、バッテリーを含む、装置。
（２５）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジングに取り外し可能に嵌めることができ、かつ流体を前記ハウジングに送達するように構成された、カートリッジをさらに含む、装置。
【００８７】
（２６）  実施態様２５に記載の装置において、
前記カートリッジは、前記流体に関し、前記ポンプの選択されたポンプスピードおよび前記流体気化器の選択された振動周波数を含む、投薬指示またはタイミング指示のうちの少なくとも１つを前記装置に与えるように構成されている、装置。
（２７）  実施態様２５に記載の装置において、
前記装置は、前記カートリッジが前記ハウジングに嵌められない限り、動作できないように構成されている、装置。
（２８）  実施態様２６に記載の装置において、
前記ハウジングは、起動スイッチを含み、前記起動スイッチは、前記流体気化器および前記ポンプに電子的に連結されており、前記カートリッジの前記投薬指示に従って前記流体気化器および前記ポンプを同時に起動するように構成されている、装置。
（２９）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジング上に配されており、かつ前記流体気化器の周波数と、前記ポンプのポンプスピードおよび装置動作の持続時間のうちの少なくとも１つと、を変更するように構成された、コントローラをさらに含む、装置。
（３０）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジング上に配されており、かつ前記装置から患者の皮膚までの距離を決定するように構成された、センサをさらに含む、装置。
【００８８】
（３１）  実施態様１に記載の装置において、
前記ハウジング内に配されており、かつ前記装置の向きを決定するように構成された加速度計およびジャイロスコープに電子的に連結されたセンサをさらに含む、装置。
（３２）  実施態様１に記載の装置において、
流体をさらに含み、
前記流体は、少なくとも約５００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む、装置。
（３３）  実施態様１に記載の装置において、
少なくとも約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む流体をさらに含む、装置。
（３４）  実施態様１に記載の装置において、
化粧品に許容可能な局所用担体を含む流体をさらに含む、装置。
（３５）  実施態様１に記載の装置において、
油−水エマルジョンを含む流体をさらに含む、装置。
【００８９】
（３６）  実施態様１に記載の装置において、
ＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、化学物質、小分子、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含む流体をさらに含む、装置。
（３７）  実施態様１に記載の装置において、
吸入、目への送達、耳内送達、直腸送達、経口送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された、蒸発した流体をさらに含む、装置。
（３８）  実施態様１に記載の装置において、
細胞内送達、核内送達、組織内送達、植物内送達、ポリマー送達、およびたんぱく質構造送達のうちの少なくとも１つのために構成された、蒸発した流体をさらに含む、装置。
（３９）  流体送達装置において、
ハウジングと、
前記ハウジング内部に配された流体気化器であって、流体を受容するように、かつ慣性が優位を占める流体様式を前記流体中に作り出すことによって前記流体から個々の合体していない液滴のエアゾールミストを生成するように、構成されている、流体気化器と、
前記ハウジング内部に配されており、前記エアゾールミスト加速させるように構成された、加速システムと、
を含む、流体送達装置。
（４０）  実施態様３９に記載の装置において、
前記装置は、１以上のウェーバー数を有する蒸発した流体を噴出するように構成されている、装置。
【００９０】
（４１）  実施態様３９に記載の装置において、
さらに、前記装置は、１〜１００の範囲のウェーバー数を有する蒸発した流体を噴出するように構成されている、装置。
（４２）  実施態様３９に記載の装置において、
前記装置は、１０〜５０の範囲のウェーバー数を有する蒸発した流体を噴出するように構成されている、装置。
（４３）  流体送達装置において、
ハウジングと、
前記ハウジング内の流体保持貯蔵器と、
前記ハウジング内部に配されており、前記貯蔵器から流体を受容するように、かつ前記流体から液体粒子のエアゾールミストを生成するように構成された、圧電変換器であって、前記ハウジングは、前記ハウジングに形成された出口を有し、前記出口は、前記圧電変換器が前記出口を通じて前記ハウジングから前記エアゾールミストを噴出することができるように位置づけられている、圧電変換器と、
前記ハウジングの前記出口に隣接して位置づけられた入口および出口を有するポンプであって、前記入口ポートは、前記ハウジングの前記出口から噴出された前記エアゾールミストを前記ポンプに引き込むように構成され、前記出口ポートは、前記圧電変換器により前記ハウジングから噴出された前記エアゾールミストの経路内へと、前記出口ポートから前記エアゾールミストを放出するように構成されている、ポンプと、
を含む、流体送達装置。
（４４）  ミストを生成する方法において、
第１のミストを生じる流体気化器に流体を送達することを含み、
前記流体気化器は、前記第１のミストから第２のミストを生じるポンプへと、前記第１のミストを送達する、方法。
（４５）  実施態様４４に記載の方法において、
前記第２のミストは、前記第１のミストのサイズに比べて、縮小されたサイズを有する、方法。
【００９１】
（４６）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体気化器は、圧電変換器を含む、方法。
（４７）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体気化器に流体を送達することは、前記流体気化器と流体連通している流体保持貯蔵器に流体を送達することを含む、方法。
（４８）  実施態様４７に記載の方法において、
前記流体は、取り外し可能なカートリッジを用いて前記流体気化器に送達される、方法。
（４９）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体気化器により生成された前記第１のミストの流路は、前記ポンプの入口ポートおよび出口ポートによって分裂される、方法。
（５０）  実施態様４４に記載の方法において、
前記第２のミストは、前記流体気化器により生成された前記第１のミストの流路内へと前記ポンプから噴出される、方法。
【００９２】
（５１）  実施態様４４に記載の方法において、
前記第１のミストおよび前記第２のミストは、患者の皮膚表面に送達される、方法。
（５２）  実施態様４４に記載の方法において、
前記第１のミストおよび前記第２のミストは、プレートまたはウェル内の細胞へと送達される、方法。
（５３）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体気化器および前記ポンプを起動するために前記流体気化器および前記ポンプに電子的に連結された起動スイッチを起動することをさらに含む、方法。
（５４）  実施態様４４に記載の方法において、
前記ポンプおよび前記流体気化器それぞれの出口を、細胞を含有する表面に隣接して位置づけることをさらに含み、
前記ポンプおよび前記流体気化器の前記出口から前記表面までの距離は、センサにより検出される、方法。
（５５）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体は、少なくとも約５００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む、方法。
【００９３】
（５６）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体は、少なくとも約８００ダルトンの分子量を有する薬剤を含む、方法。
（５７）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体は、化粧品に許容可能な局所用担体を含む、方法。
（５８）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体は、油−水エマルジョンを含む、方法。
（５９）  実施態様４４に記載の方法において、
前記流体は、前記流体中に懸濁したＤＮＡ、たんぱく質、ウイルス、ファージ、細菌、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、アプタマー、安定ＲＮＡ、ｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、およびプラスミドのうちの少なくとも１つを含む、方法。
（６０）  実施態様４４に記載の方法において、
前記ポンプおよび前記流体気化器を収容するハウジング上のスイッチを起動することで、吸入、経口送達、目への送達、耳内送達、直腸送達、および膣送達のうちの少なくとも１つのために構成された前記第１のミストおよび前記第２のミストを生成する、方法。
【００９４】
（６１）  実施態様４４に記載の方法において、
前記ポンプは、前記流体気化器により生成された前記第１のミストの粒子の平均のサイズを約１０分の１に縮小する、方法。
（６２）  実施態様４４に記載の方法において、
前記第１のミストの流れおよび前記第２のミストの流れを、目、耳、創傷、やけど、感染症、手術部位、単離細胞、および組織の切片中の複数の細胞から選択された部位に向けることをさらに含む、方法。
（６３）  ミストを作り出す方法において、
エアゾールをハウジングに導入することと、
前記ハウジングが前記エアゾールのミストを前記ハウジング内の第１の出口から放出するように、前記ハウジング上のスイッチを起動することと、
を含み、
前記ミストは、前記ミストの液滴が衝突しばらばらになるように、前記ハウジング内のポンプの入口に引き込まれ、前記ポンプの第２の出口によって、前記ハウジング内の前記第１の出口から前記ミストの経路内へと放出される、方法。
（６４）  ミストを作り出す方法において、
エアゾールをハウジングに導入することと、
前記ハウジングが前記エアゾールのミストを前記ハウジング内の第１の出口から放出するように、前記ハウジング上のスイッチを起動することと、
を含み、
前記ミストは、前記ハウジング内部のポンプによって、前記ポンプから出る排気を用いて、加速され、前記ミスト中の液滴は、互いに衝突しばらばらになって加速する、方法。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】流体送達装置および受台の一実施形態の側面斜視図である。
【図２】図１の流体送達装置の部分的に分解組立図の側面斜視図である。
【図３】図１の流体送達装置の別の側面斜視図である。
【図４】図１の流体送達装置の内部構成要素および外部構成要素の分解組立斜視図である。
【図５】別の側から見た図４の流体送達装置の別の分解組立斜視図である。
【図６】図１の流体送達装置の内部構成要素の別の分解組立斜視図である。
【図７】図１の流体送達装置のストッパーおよび貯蔵器の斜視図である。
【図８】図７の貯蔵器の断面図である。
【図９】図１の流体送達装置の圧電板の上部の斜視図である。
【図１０】図９の圧電板の下部の斜視図である。
【図１１】図１の流体送達装置のポンプの斜視図である。
【図１２】図１の流体送達装置のストッパー、貯蔵器、圧電変換器、およびポンプの部分的に透視図の斜視図である。
【図１３】図１の流体送達装置の内部構成要素および外部構成要素の分解組立斜視図である。
【図１４】図１の流体送達装置の断面図であり、装置を通る流体流路を示す。
【図１５】エアゾールによる組織浸透、および本明細書に開示するような流体送達装置を用いた組織浸透を示す画像である。
【図１６】局所塗布による分子サイズ特性を、本明細書に開示するような流体送達装置と比較して示すグラフである。
【図１７】本明細書に開示するような流体送達装置を用いた細菌増殖を示す別のグラフである。
【図１８】標準的エアゾール化により作り出された流体液滴を、本明細書に開示するような流体送達装置を使用して作り出された流体液滴と比較して示す画像である。
【図１９】市販のエアゾール、人の手による局所塗布、および本明細書に開示するような流体送達装置による、鉱油槽中に位置する食用色素の液滴の分裂を示す画像である。
【図２０】圧電材料を出た後と、本明細書に開示するような流体送達装置を出た後との、食用色素の分布を示す画像である。
【図２１】本明細書に開示するものと同様の装置によってラットモデルの病変内にペプチドＮＰ−６Ａ（７８０ＤＡ）を送達した結果を、未処置の病変と比較して示す画像である。
【図２２】両方の局所送達を通じて水が４人の被験者に送達された後の、測定された水和レベルを、本明細書に開示するものと同様の装置を用いて水を送達した場合と比較して示すグラフである。
【図２３】本明細書に開示するものと同様の装置、および標準的エアゾールから放出された流体液滴の画像である。
【図２４】本明細書に開示するものと同様の装置を通過する前後のペプチドの質量分析トレースである。
【図２５】ＧＦＰプラスミドと、本明細書に開示するものと同様の装置を用いてＧＦＰプラスミドが中に送達されたＨ９Ｃ２細胞とを示す、アガロースゲルの画像であり、市販の化学的トランスフェクション試薬（リポフェクタミン２０００）と比較したものである。
【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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