(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤を患者に送達するための呼吸器システムであって、
前記患者に噴霧薬剤を送達するようになっている呼吸ユニットと、
加圧気体源と、
薬剤の入る噴霧器であって、前記薬剤の少なくとも一部を噴霧するために前記加圧気体源から加圧気体を受け取り、前記呼吸ユニットに向けて噴霧薬剤を導くように構成される噴霧器と、
前記加圧気体源と前記呼吸ユニットとに関係づけられた感圧スイッチであって、前記感圧スイッチが、第１のしきい値陰圧レベルの時に加圧気体を解放するように開き、第２のしきい値陰圧レベルの時に閉じるように構成され、前記第１および第２のしきい値陰圧レベルが呼吸サイクルの吸息相で起こる、感圧スイッチと、
前記呼吸ユニットと流体連通する圧縮機であって、前記呼吸ユニットへの噴霧薬剤の送達を助けるために前記呼吸ユニットに陽性空気圧を供給するように構成される圧縮機と、
前記呼吸ユニットと前記圧縮機との間に位置決めされ、前記圧縮機の方へ空気または気体が逆流することを防止するようになっている少なくとも１つの弁と、を備える
呼吸器システム。
【請求項２】
前記第１のしきい値陰圧レベルが、呼吸サイクルの吸息相の最初の部分で起こるレベルに設定される、請求項１に記載の呼吸器システム。
【請求項３】
前記第２のしきい値陰圧レベルが、呼吸サイクルの吸息相の終了前に起こるレベルに設定される、請求項１または２に記載の呼吸器システム。
【請求項４】
前記感圧スイッチがトリガー・ホースにより前記呼吸ユニットに接続され、前記トリガー・ホースが、吸息の間の陰圧を前記感圧スイッチにより検出できるようにする、請求項１から３のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項５】
前記薬剤が、幹細胞、血小板、増殖因子、サイトカイン、またはヒアルロニダーゼのうちの１つまたは複数を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項６】
前記薬剤が、１〜２０ｍｇ／ｍｌのヒアルロニダーゼ濃度を有する溶液中に５〜４５μｇの細胞の懸濁を含み、前記薬剤が中性のｐＨである、請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項７】
呼吸サイクルの吸息相の間、前記感圧スイッチが閉じた後、前記圧縮機は、前記呼吸ユニットに陽性空気圧を供給し続けるように構成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項８】
前記噴霧器と前記呼吸ユニットとの間に配設される導管を更に備え、前記圧縮機が前記噴霧器と前記呼吸ユニットとの間の位置で前記導管に接続する、請求項７に記載の呼吸器システム。
【請求項９】
前記呼吸器システムは、前記導管と前記圧縮機との間に配設された２つの弁を備える、請求項８に記載の呼吸器システム。
【請求項１０】
前記噴霧器と前記呼吸ユニットの間に配設され、気体の前記噴霧器方向への逆流を防止するように構成された一方向弁を更に備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項１１】
前記呼吸ユニットに接続された排気多岐管を更に備え、前記排気多岐管が噴霧薬剤の前記排気多岐管への流れを吸息の間防止するように構成される一方向弁を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項１２】
前記第２のしきい値陰圧レベルが前記第１のしきい値陰圧レベルより陰圧の度合いが大きい、請求項１から１１のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項１３】
前記呼吸ユニットが、患者の篩板に向けて薬剤を送達するように構成される鼻孔アダプターを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の呼吸器システム。
【請求項１４】
２〜２００Ｈｚの可変周波数で前記鼻孔アダプターに陽圧を供給するように構成される圧縮機を更に備える、請求項１３に記載の呼吸器システム。
【請求項１５】
薬剤を患者に送達するための呼吸器システムであって、
前記患者に噴霧薬剤を送達するようになっている呼吸ユニットと、
加圧気体源と、
薬剤の入る噴霧器であって、前記薬剤の少なくとも一部を噴霧するために前記加圧気体源から加圧気体を受け取り、前記呼吸ユニットに向けて噴霧薬剤を導くように構成される噴霧器と、
前記噴霧器と前記呼吸ユニットとの間に配設され、前記噴霧器方向への気体の逆流を防止するように構成された一方向弁と、
前記噴霧器と前記呼吸ユニットとの間に配設される導管と、
前記加圧気体源と前記呼吸ユニットとに関係づけられた感圧スイッチであって、前記感圧スイッチが、第１のしきい値陰圧レベルの時に加圧気体を解放するように開き、第２のしきい値陰圧レベルの時に閉じるように構成され、前記第１および第２のしきい値陰圧レベルが呼吸サイクルの吸息相で起こる、感圧スイッチと、
前記導管と流体連通する圧縮機であって、前記呼吸ユニットへの噴霧薬剤の送達を助けるために前記呼吸ユニットに陽性空気圧を供給するように構成される圧縮機であって、前記圧縮機は、呼吸サイクルの吸息相の間、前記感圧スイッチが閉じた後、前記呼吸ユニットに陽性空気圧を供給し続けるように構成される、前記圧縮機と、
前記圧縮機と流体連通している弁であって、前記導管と前記圧縮機との間に位置決めされ、前記圧縮機の方へ空気または気体が逆流することを防止するようになっている、前記弁と、を備える
呼吸器システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
通常の加齢により起こる退行変性過程または疾病過程は全ての人や動物に影響を与えうる。様々な器官に影響を及ぼす病的過程および通常の退行変性過程の処置においては、どうやってその器官にアクセスし、効果的な処置を見つけだすのか等の様々な障害に直面する。
【０００２】
ほとんどの器官系は動脈および静脈循環系を介してアクセス可能である。それほど一般的ではないが、鼻咽頭および肺系を介する経路もある。鼻咽頭および肺系を介して投与する薬剤は、鼻腔、咽頭、喉頭、気管、気管支、肺胞、および関連する脈管および結合組織構造に到達する場合がある。
【０００３】
更に、ほとんどの動物において、鼻腔は、嗅神経と、嗅神経を取り巻く関連する脈管および結合組織構造とを介して、中枢神経系への入口となる可能性を秘めている。
現在、吸入薬剤は、簡単なスプレー、吸入器、噴霧器を使用して鼻咽道に投与される。このような方法では、体内に導入する物質の部分的な吸収をもたらすだけである。加えて、際立った肺疾患を伴う患者では、呼吸治療に大きな労力を要することがあり、体力的に吸引治療を完遂できないことがある。
【０００４】
更に、鼻咽道に薬剤を投与する装置は、通常、一定速度で薬剤を供給するように構成されているため、薬剤の無駄が発生する。例えば、噴霧器は通常、患者が吸気する際に標的とする処置エリアに薬剤が送達されるよう、患者に対して薬剤源を連続的に導きおよび／または噴霧するように構成される。しかし、このような装置では際立った量の薬剤が無駄になる。特に薬剤が患者に送達できなかった場合、患者の呼息の間に無駄となるだけでなく、好ましくないことに装置を通り過ぎて別の場所に行くか（フィルターで捕捉され、および／または薬剤源を汚染する恐れもある）、および／または、装置内で使われないままとなる（これも無駄や潜在的な汚染につながる）。
【０００５】
いくつかの装置では、患者の呼息の間に導かれ噴霧される薬剤の量を制限するように構成されている。例えばある装置では、電子タイマーや機械的な邪魔板により薬剤の噴霧と送達を患者の吸息／呼息に合わせるようにし、患者の吸息の間だけ薬剤を噴霧し送達する。しかし、このような装置を使用してもなお薬剤の無駄は発生する。吸息が終わったとき、既に噴霧されおよび／または患者に向けて導かれたもののまだ患者が受け取っていない薬剤の残量が、装置内で使われないままとどまり、あるいは、望ましくないことにその後に続く患者の呼息の際に装置を通り過ぎて出てしまう。
【０００６】
装置内に使われないまま残った噴霧薬剤も、望ましくないことに、患者の次の吸息前に装置内で再び凝集する可能性があり、患者に送達することができなくなる。例えば、患者の吸息の終わりに装置内に残存する際立った量の薬剤は、細かな霧から大きな液滴や液膜となり、標的とする鼻咽頭部に意図したように送達できない形態となる。
【０００７】
更に、通常の装置では、陽圧下で作動しないか、または、陽圧下で作動しても患者の吸息と関連して作動するだけである。従って、装置にある薬剤の残存量は、吸息の最終相および／または終了時に、患者に残存薬剤を送達するのに必要とすることのある陽圧を受けることがない。
【０００８】
加えて、前もって設定したタイマーや遅行指標（事前に測定した呼吸サイクル等）に依存する技術では、呼吸相互の間の患者の呼吸パターンの変化に対応することができない。従って、患者の呼吸の際立った部分は、あらかじめ設定した薬剤および／または気体の送達とは同調することができず、薬剤が無駄となり、患者に対する処置の効率を悪くする。
【０００９】
このような装置や方法を使用した結果無駄になった薬剤量は、幹細胞や血小板のような高価な薬剤が患者の治療の一部として必要な場合、特に高くつくことがある。薬剤の無駄を減らし、薬剤を鼻咽頭および肺へ効率的に送達するための装置と方法に対するニーズがこれまでもあり、また今も存在する。
【発明の概要】
【００１０】
本開示は、薬剤の無駄を無くすかまたは減少させて、患者の鼻咽頭部および／または肺野に送達するための装置および方法に関する。
本開示の１つまたは複数の実施形態は、薬剤の入った噴霧器と接続された加圧気体源を含む呼吸器システムに関する。噴霧器は、呼吸マスクや鼻ピローのような呼吸ユニットにも接続することができる。感圧スイッチは、患者の吸息によって引き起こされる呼吸ユニットの陰圧を検出し、噴霧器に加圧気体流を供給するように開くことができる。感圧スイッチは、患者の吸息の終了前に閉じるように構成することができ、それにより、システム内の残存薬剤をシステムから除去し、残りの吸息サイクルの間に患者が吸引できるようにする。陽圧を提供し、患者への薬剤の送達を助けるため、圧縮機を含むこともできる。
【００１１】
本開示の実施形態によれば、退行変性過程の処置効果を改善することができる。ある実施形態によれば、幹細胞、血小板、増殖因子、および／またはサイトカインのような薬剤を患者や動物に導入する効率を改善することができる。細胞膜の透過率を上昇させる材料と共に、これらの物質を陽圧下で投与し、吸息の適切な部分と同調するように噴霧器を作動させることにより、これらの物質はより効率的に患者に導入することができる。
【００１２】
鼻孔を通して薬剤を投与すると、薬物、幹細胞、増殖因子、および／または他の栄養性要素を嗅球に対して導入することもできる。従って、これにより、逆軸策輸送を通じて中枢神経系や血液脳関門の外の他の器官にアクセスすることが可能である。更に、肺系や関連する循環系に薬剤を投与することにより、直接吸収を通じて呼吸器系や関連する脈管系にアクセスが可能である。
【００１３】
更に、呼吸器疾患のある患者もない患者も、抵抗に抗って吸息時間を引き延ばすことに程度の差はあれ困難が伴い、息を切らす場合がある。陽性の気道内圧があれば、患者の吸息が楽になり、従って、患者の治療協力が得られやすくなる可能性がある。
【００１４】
いくつかの実施例において、噴霧器は繰り返し間隔で作動させることができるので、薬剤が吸息サイクルの最初に噴霧され、その後呼吸サイクルの吸息相の終了前に噴霧が止められる。これにより、吸息の残りの息で器内から噴霧材料を除去し、使われない器内の薬剤は残ったとしても最小限の量となる。呼息の間は、息はＨＥＰＡフィルター（高性能微粒子フィルター）を介して排出することができる。
【００１５】
本開示における１つまたは複数の実施形態は、嚢胞性線維症の治療に使用してもよい。更に、本開示の１つまたは複数の実施形態は、注入する薬剤の正確な分量を供給することが可能である。例えば幹細胞を使用する場合、投与量が多すぎると炎症反応を引き起こすことがあるので、このことは特に有益であろう。更に有益なことに、嗅球および／または嗅神経への薬剤の送達により、患者の中枢神経系に薬剤を届けることができる。いくつかの実施例において、陽圧下（例えば、大気圧より高い）で投与すると、薬剤を嗅球により多く浸透させることができる。
【００１６】
本明細書で開示した実施形態の上記およびその他の利点と特徴は、以下の説明と添付請求項からより一層明らかになるであろう。
本発明の上記およびその他の利点と特徴を更に明らかにするために、添付図面に示した具体的な実施例を参照しながら、発明をより詳細に説明する。これらの図面は、本発明の図示した実施形態だけを描いたものであり、従って、発明の範囲を限定するものと考えられるべきでないことが理解されるだろう。以下の添付図面を使用して、本発明を更に具体的かつ詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本出願で開示された呼吸器システムの実施形態の図である。
【図２】図１の呼吸器システムの噴霧器と、関連する部品の拡大図である。
【図３】図１の呼吸器システムの側面図である。
【図４】通常の呼吸サイクルの吸息相の時間全体に渡って肺胞内圧の変化を示した図であり、残存薬剤が呼吸器システムから除去されて患者に送達されることがある吸息の最終部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１  緒言
本開示の呼吸器システムの目的のひとつは、薬剤の浪費を防止するため、計量された薬剤を陽圧下で送達することである。噴霧器で送達される薬剤には、噴霧可能な任意の薬剤を含んでもよく、多血小板血漿、幹細胞、増殖因子、サイトカイン、ヒアルロニダーゼ、およびその他の薬剤が含まれ、またこれだけに限らない。標的器官および／または標的器官系には、嗅球、肺系、および関連する脈管系を含むことができる。本システムは、病状に対する処置と、肺系、嗅覚系、または鼻咽頭組織の機能の回復および改善との両方の目的で使用してもよい。
【００１９】
処置時間は、１回につき数分から１時間以上に渡って変動することがある。処置の対象となる根底の過程や患者の応答の程度に依存するが、処置は、当初は毎日もしくはそれより頻度を少なくして繰り返し、そして年間に渡って間を置いて繰り返してもよい。
【００２０】
結果は、肺機能検査、肉体的耐久力などの生理学的検査に加えて、持久力の改善に対する主観的な感覚によって測定される。中枢神経系に処置する場合、画像検査を行なって進捗を監視したり、認知機能試験を行ってもよい。
【００２１】
本装置は、調合薬、合成材料、化学療法薬の投与にも用いることもできる。基本的に任意の溶液を、本装置を用いて導入することができる。
ＩＩ．  例示薬剤
幹細胞や血小板を無処理もしくは溶解して導入することで、一次治癒および再生を行うことができる。関連する増殖因子やサイトカインと共にこれらを導入してもよい。現在行われている技術とは対照的に、記載した実施形態では、噴霧材料の無駄を減らし、吸収を改善し、患者の負担を軽減することができ、従って、処置の効力を改善し、処置に対する患者の協力がより得やすくなる場合がある。
【００２２】
ヒアルロニダーゼのような薬剤と共に投与することにより、細胞透過率の増加による薬剤の浸透を増進させることができる。好適な実施形態は陽性の気道内圧の下で薬剤を投与することを含むことができ、これにより経壁圧力が増加し、薬剤の浸透を増進させることができる。ヒアルロニダーゼの効果は中性のｐＨレベルで投与すると増進させることが可能で、リン酸緩衝食塩水や他の緩衝液を使用することによって達成してもよい。そして、このような中性ｐＨのヒアルロニダーゼは、幹細胞および／または他の要素を送達する前に生体吸収面を前処理するために使用することができる。さもなければ、幹細胞および／または他の要素をヒアルロニダーゼ中に懸濁させてから送達してもよい。濃度は様々なものを使用することができる。例えば、濃度がおよそ１〜２０ｍｇ／ｍｌ、またはおよそ５〜１５ｍｇ／ｍｌ、またはおよそ１０ｍｇ／ｍｌの範囲のヒアルロニダーゼを含む溶液およそ５〜４５μｇ、またはおよそ１０〜４０μｇ、またはおよそ１５〜３０μｇ、またはおよそ２０〜２５μｇの中に細胞を懸濁させる。いくつかの実施形態では、およそ２０μｇの幹細胞薬剤（サイトカインおよび／または他の要素を含んでもよい）を、およそ１０ｍｇ／ｍｌの濃度のヒアルロニダーゼを含む溶液中に懸濁させる。
【００２３】
多血小板血漿や増殖因子は血漿から採取可能である。幹細胞は、脂肪組織内の間葉幹細胞、骨髄穿刺液、および／または他の採取源から採取してもよい。試料は、このような試料を採取する標準的な手順に従って採取することができる。細胞は、採取後、精製し濃縮した後直ちに投与してもよく、または、注入する細胞量を増やすため更に株細胞の増殖を行った後に投与してもよい。
【００２４】
例えば、多血小板血漿および増殖因子の場合では、血液試料を採取し、遠心分離し、遠心分離した試料から望ましい成分を吸引してもよい。吸引した成分は、その後、貯蔵して噴霧器に入れることができる。
【００２５】
幹細胞は、標準的な採取技術を用いて脂肪組織および／または骨髄から採取することができ、その後洗浄して再懸濁させる。採取した材料の生存度は、新鮮な材料を使用することによって確保でき、採取後２時間以内に体に再導入する。採取材料を保存する別の方法には、冷蔵、冷凍、株細胞の増殖を伴う培養が含まれる。細胞を凍結するとライセートが生成され、処置の効力が更に改善される。
【００２６】
薬剤を送達するための溶媒は、処置や送達する標的に応じて使用される薬剤の種類によって様々である。担体もしくは医薬品として認められた材料の中に処置材料を懸濁もしくは混ぜることが必要または望ましい場合がある。多血小板血漿では、血漿自身が担体として振る舞うことができるが、粘性を変えたりおよび／または細胞の浸透を増進させるために他の材料を補う場合がある。幹細胞は塩水中に懸濁させてもよい。細胞の懸濁と効力は、中性ｐＨの溶液を使用し、ヒアルロニダーゼの濃度を最適化することにより改善する場合がある。
ＩＩＩ．  送達装置
図１は、呼吸器システムの例示的な実施形態を示す。図１は、圧縮酸素または空気を入れたタンク１０４により作動させることのできる噴霧器１０２を示す。圧縮機１０６（バイフェージック・ポジティブ・エアウェイ・プレッシャー（ＢｉＰＡＰ（商標登録））等）か、またはその他の変圧可能で圧力調整のできる加圧部品により、噴霧器１０２からの気流圧力を増加させることができる。タンク１０４からの流れは、陰圧感圧スイッチ１０８により制御してもよい。陰圧感圧スイッチ１０８は、本実施例中で呼吸マスク１１０として図示されている呼吸ユニット内に生じる陰圧によって作動する。
【００２７】
噴霧器１０２は、好適には、噴霧器１０２の中を圧縮空気が通過するのに応じて噴霧薬剤の細かな霧を供給するように構成されたジェット噴霧器である。このようなジェット噴霧器は、大きなタンパク質や細胞や細胞成分を含む薬剤を使用できるので有利である。別の実施形態では、噴霧器１０２を超音波式噴霧器や別の形態の噴霧器として構成してもよい。
【００２８】
本明細書で使用しているように、「噴霧する」、「噴霧器」、「噴霧される」等の用語は、患者の鼻咽頭組織および／または肺組織に送達される霧の生成に関する。本明細書で使用しているように、このような用語は、「エアロゾル」、「エアロゾライザー」、「エアロゾル化する」、「吸入器」、「吸入剤」等と同義である。
【００２９】
排気多岐管１１２はマスク１１０に接続してもよく、排気多岐管１１２の遠位端１１４には一方向弁１１６とフィルター１１８（例えば、高性能微粒子「ＨＥＰＡ」））フィルター（とを含むことができる。図示した呼吸マスク１１０は、患者の鼻および／または口全体にフィットするようデザインすることができ、患者の部位にマスク１１０を固定するのを助けるストラップ１１１または他の取付け手段を有することができる。別の実施形態では、この代替として、呼吸マスク１１０が、患者の鼻咽頭および／または肺系に空気および／または薬剤を送達可能に構成される鼻ピローマスク、鼻マスク、口専用マスクもしくは管、またはその他の送達構造として構成されてもよい。
【００３０】
酸素、空気、その他の気体が、タンク１０４から気体管線１２０を通って噴霧器１０２に流れる。圧縮機１０６が生み出す陰圧および陽圧によって気流の方向を制御することができる。本システム全体にあるいくつかの弁（例えば、一方向弁）によって適切な気流が確保される。弁１２２は低圧弁（例えば、装置の他の弁と比較して低い圧力で作動する）として構成してもよく、マスク１１０内に置くことができる。弁１２２は、圧縮機１０６と噴霧器１０２とを呼吸マスク１１０に接続するのに使用することができる。薬剤および／または気体は、噴霧器１０２および圧縮機１０６から弁１２２を通って呼吸マスク１１０に流れることができる。弁１２２は弁１１６が開くのに先立って閉じるように構成することができる（例えば、弁１１６と比較して低いしきい値圧力で作動するように弁１２２を構成することによる）。これにより、患者の呼息量が排気多岐管１１２を通って出ることを確実なものとする。
【００３１】
図２は、図１で示した本システム１００の噴霧器１０２とその近くの部品の拡大図である。本実施形態の噴霧器１０２は、圧縮酸素および／または圧縮空気で駆動することができる（例えば、タンク１０４、加圧気体管線、または他の圧縮気体搬送手段を通って送られる）。
【００３２】
図１に戻ると、噴霧器１０２は陰圧感圧スイッチ１０８により作動させることができる。陰圧感圧スイッチ１０８は、図示したようにタンク１０４上かまたは気体管線１２０にアクセスできる本装置の他の部分に配設してもよい。フェースマスク１１０はトリガー・ホース１３２に接続することができる（例えば、トリガー・ポート１３４を介して）。トリガー・ホース１３２も感圧スイッチ１０８と連通している。マスク１１０を装着する患者が息を吸うと、トリガー・ホース１３２内の圧力が降下し、感圧スイッチ１０８を起動させることができる。図示した実施形態において、スイッチ１０８が患者の吸息中の陰圧で作動すると、気流が噴霧器１０２に供給される。
【００３３】
噴霧器１０２には、幹細胞や多血小板血漿のような薬剤、記載したその他の薬剤、もしくは鼻咽頭および／または肺への送達に有用な他の薬剤を置くことができる。このような薬剤は、本システム１００を組み立てる前に噴霧器１０２に置くか、または噴霧器に注入してもよく、さもなければ、噴霧器が部分的にまたは完全に組み立てられた後に噴霧器に置いてもよい。
【００３４】
噴霧器１０２の薬剤は、タンク１０４からの気体によってエアロゾル化され、噴霧粒子が装置を通って弁１２２に向かって移動することができ、その後、弁１２２を通って、マスク１１０を着用した患者により吸入される。弁１２２は入口ポート１２３に接続してもよく、入口ポート１２３により、気体と薬剤がフェースマスクの外面１２５とフェースマスクの内面１２７の間を通過することができる。
【００３５】
吸息相の最初の部分で噴霧薬剤を送達するタイミングを調整するため、圧縮空気流を手動で起動してもよい。例えば、圧縮空気流を起こし噴霧器１０２内で薬剤の噴霧を開始するため、本システム１００は、患者または看護者が手動で（ボタン、ノブ、スイッチ等を介して）感圧スイッチ１０８を作動させることができるような手動起動アクチュエータを含むことができる。
【００３６】
好適な実施形態において、手動起動アクチュエータは、起動後、陰圧がしきい値を下回るときに感圧スイッチ１０８を自動的に閉じるよう構成される。以下で詳細に説明するように、このような機能は、装置の中に残存する薬剤を装置から除去し、それを吸息相の最終部分で患者に送達できるようにするのに有益である。
【００３７】
いくつかの実施形態においては、吸息が終わる前に噴霧材料の流れを止めるため、ソレノイド弁のような制御可能な弁（例えば、プログラム可能な調節器と連動する）を使用することができる。これにより、吸入マスク内の材料を全て吸入でき、薬剤の無駄を減らすことができる。例えば、弁は、あらかじめ設定した時間に従って気体の流れを停止するようにプログラムしておくことができる。しかし、好適な実施形態においては、以下に詳細に説明するように、吸息パラメータのリアルタイムな決定に基づいて気体流と薬剤の噴霧が停止される。
【００３８】
図３は、本システム１００のもうひとつの図であり、弁１２８、１２６、１２２、１１６、および１３０の位置を示している。弁１２２は、呼息中の息の逆流（噴霧器１０２方向）を防止するために置くことができる。呼息中に弁１２２を閉じると、空気は排気多岐管１１２に移動させられて一方向弁１１６を通って排出される。弁１３０は、吸息中に薬剤の入った空気が排気多岐管１１２に入って行くのを防止するために置くことができる。弁１３０は、手動スイッチで制御してもよいし、および／または、適切な圧力変化に従って自動的に作動するようにしてもよい（例えば、吸息時の低い圧力で閉じ、呼息時の高い圧力で開く）。いくつかの実施形態においては、フェースマスク１１０の外面１２５とフェースマスク１１０の内面１２７の間で気体および／または薬剤を通過させる（例えば、最初に入口ポート１２３を通過しなかった少しの量の気体および／または薬剤に対して）出口ポート１２９（図１参照）に弁１３０を接続してもよい。弁１２６および１２８は、圧縮機１０６（図２に図示せず）からの気流を制御しおよび／または導くことができる。例えば、弁１２６および／または１２８は、患者に向けた空気または気体の逆流（圧縮機に向けた流れ）を防止することができる。
【００３９】
図１を参照すると、噴霧器１０２と入口ポート１２３との間の接続導管１３６は、Ｔ字形をしていてもよい。接続導管１３６は弁１２６に接続してもよく、弁１２６は管線１３８に接続してもよく、管線１３８は圧縮機１０６（例えば、バイフェージック・ポジティブ・エアウェイ・プレッシャー（ＢｉＰＡＰ（商標登録））圧縮機）に接続してもよい。
ＩＶ．  薬剤の効率的な送達
本開示の１つまたは複数の実施形態では、幹細胞、血小板、増殖因子、サイトカイン、および／または他の薬剤を、人もしくは動物に導入する際の効率を改善することができる。例えば、これらの薬剤は、陽圧下（例えば、圧縮機１０６の結果として）で投与し、吸息サイクルの適切な部分で噴霧器１０２を作動させると、より効率的に導入することができる。
【００４０】
更に、呼吸器疾患のある患者もない患者も、抵抗に抗って吸息時間を引き延ばすことに程度の差はあれ困難が伴い、息を切らす場合がある。陽性の気道内圧があれば、患者の吸息が楽になり、従って、患者の治療協力が得られやすくなる可能性がある。
【００４１】
いくつかの実施例において、噴霧器１０２は間欠的に作動させることができるので、薬剤が吸息サイクルの最初に噴霧され、その後呼吸サイクルの終了前に噴霧が止められる。これにより、吸息の最終相（例えば、噴霧停止に続く吸息部分）で、薬剤の残存量を患者に送達しつつ、装置から除去することができる。このような構成により、管線、管、弁、マスク１１０（例えば、マスク１１０の内面と患者の顔の間の空間）、および装置の中の使用されていない他の部分で、薬剤が残ったとしても最小限の量とすることができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、感圧スイッチ１０８は圧力調整スイッチ（例えば、電気的、機械的、電気機械的）であってもよく、スイッチが開きおよび／または閉じるときの１つまたは複数の圧力を調整できるように構成される。例えば、起動圧力および／または停止圧力を選択および調整するようにプログラム可能な制御回路に感圧スイッチ１０８を取り付けることができる。
【００４３】
図４は、呼吸サイクルにおける典型的な吸息部分の時間に渡って、肺胞内圧の変化を模式的に図示している。図示したように、感圧スイッチは、第１のしきい値圧力２０２に達したときに（薬剤の噴霧と送達を行うため）作動するように構成することができる。感圧スイッチは、第２のしきい値圧力２０４に達したときに（それ以上薬剤を噴霧し送達するのを防止するため）閉じるように構成することができる。時間２０６は、薬剤が噴霧され患者に送達されている間の時間を示す。時間２０８は、吸息相の最終部分を示す。この時間において、装置内（例えば管、管線、弁、マスク、および／またはマスクと顔の間の空間の内部）にある残存薬剤が部分的にまたは完全に装置から除去され、意図した通り患者に送達される。更に、いくつかの実施形態においては、薬剤を送達し、薬剤の浪費を防止するため、陽圧を継続することにより（例えば、ＢｉＰＡＰ（商標登録）圧縮機のような圧縮機から供給される）、残存する薬剤および気体の体積を更に患者の鼻咽頭部および／または肺野に振り向ける。
【００４４】
別の実施形態においては、しきい値圧力２０２および／または２０４は、患者および／または看護者のニーズと優先度に応じて調整することができる。例えば、第１のしきい値圧力２０２は、噴霧と気体流が確実に開始されるように調整することができ、および／または、第２のしきい値圧力２０４は、噴霧が行われている時間間隔２０６と薬剤が除去される時間間隔２０８の間の十分なバランスを取るために調整することができる。
【００４５】
加えて、呼息の間、息はフィルター１１８（例えば、ＨＥＰＡフィルター）を介して排気することができる。フィルター１１８は、吸入されなかった幹細胞や他の材料（もしあれば）が本システムから外に出るのを防止するように構成することができる。
【００４６】
本開示の実施形態は多くの利点を提供することができる。例えば、本システムでは、呼息の間や呼吸と呼吸の間の静止時間や吸息相の最終部分で噴霧を行なわないように構成することができる。加えて、本システムは、噴霧と呼吸サイクルを一定のパターンにマッチさせようとして事前に構成されたタイミング・シークエンスに依存することがない。例えば、短く浅い呼吸の後に深く長い呼吸が続くような、またはその逆の、不整なまたは不規則な呼吸パターンを患者が示す場合であっても、本装置であれば、無駄を防止すべく装置を空にしようとしている間に、噴霧薬剤を送達するように作動させることができる。更に、本装置は現在の呼吸活動を推定する遅行指標（先行する１回または複数回の呼吸サイクルのような）に依存することがない。本装置はこれとは違い、リアルタイムで作動して吸息の間薬剤を送達し、薬剤の無駄につながる過剰供給を行うことがない。
【００４７】
更に、噴霧の作動と停止には圧縮機の監視を必要とせず、圧縮機に関連するパラメータの決定も必要としない。例えば、陰圧感圧スイッチは、圧縮機とは独立した基準に従って、開きおよび／または閉じることができる。
Ｖ．  嗅球投与
いくつかの実施形態において、本装置は嗅上皮および嗅球を対象とすることができる。およそ２〜２００Ｈｚ、またはおよそ２５〜１５０Ｈｚ、または５０〜１００Ｈｚの可変周波数脈動となるように陽性の気道内圧を調整することによって、これが実施可能となる。いくつかの実施形態において、フェースマスク１１０は、噴霧薬剤を患者の篩板に向けるように構成された鼻孔アダプターを含むことができる。例えば、鼻孔アダプターは、鼻腔を密閉する密閉突起と、篩板に向けられる可変長の延長管とを含むことができる。この構成において、可変脈動周波数および／または可変脈動速度で供給される陽圧が、患者の篩板へ向かう流れを強めることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態において、フェースマスク１１０の鼻孔アダプターは、患者の第１の鼻孔に置かれる第１の密閉突起と、第１の密封突起から篩板に向かって延びる可変長延長部とを含むことができる。第２の鼻孔は、第１の鼻孔を通って導入された気体と噴霧薬剤が流出可能なように構成された一方向弁を含む第２の突起を用いて密閉することができる。篩板への流れを強めるため、陽圧も可変速度および／または可変脈動周波数で供給される。
【００４９】
いつくかの実施形態においては、フェースマスク１１０は患者の口に挿入可能な呼息管も含むことができる。軟口蓋をしっかり閉じるようにするため、患者が呼息管を通して空気を吐き出し呼吸することができるようにしてもよい。このような呼息管を活用する実施形態は、噴霧薬剤を肺系ではなく嗅球に届けるのが望ましくまたは必要な状況下では、役に立つことがある。更に、軟口蓋が閉じられたかどうかは、患者が呼息管へ吐く息の圧力を測定することにより監視することができる。例えば、感圧ソレノイドスイッチを気体流に接続し、患者の呼息中の圧力降下を検出した際に（例えば、あるしきい値を下回って降下し呼吸サイクルの通常の呼息相ではなくなった場合）、鼻腔への気体流をしゃ断するように構成することができる。
【００５０】
本発明は、発明の精神もしくは本質的な特徴から逸脱することなく、別の具体的な形態において具現化することができる。例えば、本発明は、口や鼻（即ち、挿管）を通じて、または気管開口術により首の前面から挿入された呼吸管を通じて挿入される人工呼吸器や気管内チューブと共に使用するように変更してもよい。記載した実施形態は、あらゆる点において、説明のためだけのものであり、限定的なものと見なされるべきではない。従って、本発明の範囲は、上記の説明からではなく、添付請求項によって示される。請求項の均等物の意味と均等物の範囲の中に入る全ての変更は、請求項の範囲内に含まれるべきものである。
【図１】
0006640832.tif 000002
【図２】
0006640832.tif 000003
【図３】
0006640832.tif 000004
【図４】
0006640832.tif 000005