(57)【要約】  薬物が大気圧と比べて正圧で供給される、患者の呼吸器系への薬物の供給システムおよび方法を提供する。特に、薬物は自発呼吸が可能である患者の呼吸器系に供給される。本発明の開示のシステムおよび方法と共に、さまざまな形態で入手可能である薬物は、制御された様式で、エアロゾル、噴霧、または気化形態の気流中に注入される。
2010504171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の呼吸器系に薬物を投与する方法であって、大気圧と比べて正圧である気体を用いて、患者に薬物を供給する方法を含み、前記患者は自発呼吸が可能である、方法。
【請求項２】
前記気体が精製した空気である、請求項１の方法。
【請求項３】
前記気体が約ｌｃｍＨ２ 〜約３０ｃｍＨ２Ｏの範囲の圧力で供給される、請求項１の方法。
【請求項４】
前記薬物は前記患者にマスクを通して供給され、前記マスクは前記患者の鼻および口の周囲を実質的に塞いでいる、請求項１の方法。
【請求項５】
前記薬物が肺の薬物である、請求項１の方法。
【請求項６】
前記薬物が組織的な薬物である、請求項１の方法。
【請求項７】
前記薬物がアルブテロール、硫酸アルブテロール、硫酸アトロピン、プロピオン酸ベクロメタゾン、メシル酸ビトルテロール、ブデソニド、フマル酸ホルモテロール、クロモグリク酸ナトリウム、デスフルラン、リン酸デキサメタゾンナトリウム、ドマーゼα、エンフルラン、エピネフリン、酒石酸エルゴタミン、フルニソリド、プロピオン酸フルチカゾン、フマル酸ホルモテロール、ハロタン、イロプロスト、インスリン、臭化イプラトロピウム、塩酸イソエタリン、イソフルラン、塩酸イソプロテレノール、塩酸レブアルブテロール、硫酸メタプロテレノール、塩化メタコリン、フロ酸モメタゾン、ネドクロミルナトリウム、ニコチン、一酸化窒素、イセチオン酸ペンタミジン、ペンテテートカルシウム三ナトリウム、ペンテテート亜鉛三ナトリウム、酢酸ピルブテロール、リバビリン、キシナホ酸サルメテロール、セボフルラン、テトラヒドロカンナビノール、臭化チオトロピウム一水和物、トブラマイシン、トリアムシノロンアセトニド、ザナミビル、およびこれらの組み合わせからなる薬物群から選択される、請求項１の方法。
【請求項８】
前記薬物が、１３-シスレチノイン酸、２‐ペンテニルペニシリン、Ｌ‐αアセチルメタドール、Ｓ‐アデノシルメチオニン、アセブトロール、アセクロフェナク、アセトアミノフェン、アセタフェナジン、アセトフェナジン、アデメチオニン、アジナゾラム、アドラフィニル、アーノトリプタン、アルブテロール、アルブテロール、硫酸アルブテロール、アルフェンタニル、アルフェンタニルＨＣｌ、アリザプリド、アリールプロジン、アルミノプロフェン、アルモトリプタン、アルペロプリド、アルファプロジン、アルピデム、アルサーオキシロン、アマンタジン、アンブリセンタン、アメサージド、アンフェナク、アミノプロピロン、塩酸アミオダロン、アミスルプリド、アミトリプチリン、アミキセトリン、アムロジピン、アモキサピン、アモキシシリン、アムペロジド、アンフェニドン、アンフェタミン、アンピシリン、アミルペニシリン、アンドロピニノール、アニレリジン、アパゾン、アポモルフィン、アポモルフィン二酢酸、アテノロール、硫酸アトロピン、アザシクロノール、アザセトロン、アザタジン、アジドシリン、カルメット・ゲラン桿菌、バクロフェン、プロピオン酸ベクロメタゾン、ベナクチジン、ベンモキシン、ベノキサプロフェン、ベンペリドール  ベンセラジド、ベンズピペリオン、ベンズキナミド、ベンズトロピン、ベンジダミン、ベンジルモルフィン、ベンジルペニシリン、ベジトラミド、ビネダリン、ビペリデン、ビトルテロール、メシル酸ビトルテロール、ブロファロミン、ブロムフェナク、ブロムイソバルム、ブロモクリプチン、ブロモプリド、ブロムペリドール、ブロムフェニラミン、ブルシン、ブクリジン、ブデソニド、ブデソニド、フマル酸ホルモテロール、ブジピン、ブフェキサマック、ブプレノルフィン、ブプロピオン、ブラメート、ブスピロン、ブタクラモール、ブタペラジン、ブトルファノール、ブトリプチリン、カベルゴリン、カフェイン、Ｎ−カルバモイルアスパラギン酸カルシウム、カンナビノイド類、カプトジアミン、カプリド、カルバマゼピン、カルブクロラール、カルベニシリン、カルビドパ、カルビフェン、カルブロマール、カルフェシリン、カリンダシリン、カロキサゾン、カルフェナジン、カルピプラミン、カプロフェン、セファゾリン、セフィネイアゾール、セフメタゾール、セフォキシチン、セファセトリル、セファレキシン、セファログリシン、セファロリジン、セファロスポリンＣ、セファロスポリン類、セファロチン、セファマイシンＡ、セファマイシンＢ、セファマイシンＣ、セファマイシン類、セファリン、セフラジン、セリクラミン、セチリジン、クロラールベタイン、クロルジアゼポキシド、クロロブチンペニシリン、クロルフェニラミン、クロルプロマジン、クロルプロチキセン、コリン、シアリス、シラザプロール、シロスタゾール、シンコフェン、シンメタシン、シンナリジン、シプラマドール、シタロプラム、クレボプリド、クレマスチン、クロベンゼパム、クロカプラミン、クロマクラン、クロメタシン、クロメトシリン、クロミプラミン、クロニジン、クロニタゼン、クロニキシン、クロペンチキソール、クロプリアック、クロスピラジン、クロチアピン、クロボキサミン、クロキサシリン、クロザピン、コデイン、コ���ニン、クロモグリク酸ナトリウム、シアメマジン、シクラシリン、シクリジン、シクロベンザプリン、シクロスポリンＡ、シプロヘプタジン、デプレニル、デスフルラン、デシプラミン、リン酸デキサメタゾンナトリウム、デクスフェンフルラミン、デクスメデトミジン、デキストロアンフェタミン、デキストロモルアミド、デキストロプロポキシフェン、ジアモルヒネ、ジアゼパム、ジクロフェナク、ジクロキサシリン、ジヒドロコデイン、ジヒドロエルゴクリプチン、ジヒドロエルゴタミン、ジルチアゼム、ジフェンヒドラミン、ジフェニシリン、ジフェニドール、ジフェノキシラート、ジピパノン、ジスルフィラム、ドラセトロンメタンスルホン酸、ドメリドン、ドマーゼα、ドスレピン、ドキセピン、ドキソルビシン、ドキシラミン、ドロナビノール、ドロペリドール、塩酸ドロプレニラリン（ｄｒｏｐｒｅｎｉｌａｍｉｎ ＨＣｌ）、デュロキセチン、エレトリプタン、エリプロディル、エナラプリル、エンシプラジン（ｅｎｃｉｐｒａｚｉｎｅ）、エンフルラン、エンタカポン、エントノックス（ｅｎｔｏｎｏｘ）、エフェドリン、エピネフリン、エプタスティグミン（ｅｐｔａｓｔｉｇｍｉｎｅ）、エルゴリンプラミペキソール、エルゴタミン、酒石酸エルゴタミン、エタミフィリン、エタクアロン（ｅｔａｑｕａｌｏｎｅ）、エタンブトール、エトヘプタジン（ｅｔｈｏｈｅｐｔａｚｉｎｅ）、エトドラク、ファモチジン、フェンフルラミン、フェンタニル、フェキソフェナジン、フィエンタニル（ｆｉｅｎｔａｎｙｌ）、フレシノキサン、フルコナゾール、フルニソリド、フルオキセチン、フルペンチキソール、フルフェナジン、フルピルチン、フルラゼパム、フルスピリレン、プロピオン酸フルチカゾン、フルボキサミン、フマル酸ホルモテロール、フロバトリプタン、ガバペンチン、ガランタミン、ゲピロン、グレリン、グルタチオン、グラニセトロン、ハロペリドール、ハロタン、ヘリオックス、ヘプチルペニシリン、ヘタシリン、ヒドロモルホン、ヒドロキシジン、ヒヨスチン、イブプロフェン、イダゾキサン、イロプロスト、イミプラミン、インドプロフェン、インスリン（ヒト組換え）、臭化イプラトロピウム、イプロニアジドイプサピロン、イソカルボキサジド、塩酸イソエタリン、イソフルラン、イソメテプテン、イソニアジド、リファンピン、ピラジナミド、エタンブトール、イソプロテレノール、塩酸イソプロテレノール、酒石酸水素イソプロテレノール、硝酸イソソルビド、ケタミン、ケトプロフェン、ケトロラック、ケトチフェン、ケタンセリン（ｋｉｔａｎｓｅｒｉｎ）、ラザベミド、レプチン、レソピトロン（ｌｅｓｏｐｉｔｒｏｎ）、レブ塩酸アルブテロール、レボドパ、レボルファノール、リドカイン、リシノプリル、リスリド、ロフェンタニル（ｌｏｆｅｎｔａｎｉｌ）、ロフェプラミン、ロムスチン、ロプラゾラム、ロラタジン（ｌｏｒａｔｉｄｉｎｅ）、ロラゼパム、ロレゼパム（ｌｏｒｅｚｅｐａｍ）、ロキサピン、マプロチリン（ｍａｐｒｏｔｏｌｉｎｅ）、マジンドール、マジプレドン（ｍａｚｉｐｒｅｄｏｎｅ）、メクロフェナム酸、メクロクアロン（ｍｅｃｌｏｑｕａｌｏｎｅ）、メデトミジン、メジホキサミン、メルペロン、メマンチン、メントール、メペリ���ン、塩酸メペリジン、メプタジノール、メソリダジン、メタンピシリン、メタプロテレノール、硫酸メタプロテレノール、塩化メタコリン、メサドン、メタカロン、メチシリン、メチプリロン（ｍｅｔｈｐｒｙｌｏｎ）、メトスクシミド、メチルフェニデート（ｍｅｔｈｙｐｈｅｎｉｄａｔｅ）、メチプリロン、メチセルジド、メトクロプラミド、メトフェナゼート（ｍｅｔｏｆｅｎａｚａｔｅ）、メトミデート（ｍｅｔｏｍｉｄａｔｅ）、メトピマジン、メトポン（ｍｅｔｏｐｏｎ）、メトプロロール、メトラリンドール（ｍｅｔｒａｌｉｎｄｏｌｅ）、ミアンセリン、ミダゾラム、ミルナシプラン、ミナプリン、ミルタザピン、モクロベミド、モフェギリン（ｍｏｆｅｇｉｌｉｎｅ）、モリンドン（ｍｏｌｉｎｄｒｏｎｅ）、フロ酸モメタゾン、モルヒネ、ナビロン、ナドロール、ナフシリン、ナルブフィン、ナルメフェン、ナロルフィン、ナロキソン、ナルトレキソン、ナラトリプタン、ネドクロミルナトリウム、ネファゾドン、ネホパム、ニセルゴリン、ニコチン、ニコチン、ニフェジピン、ニソキセチン、亜酸化窒素、ニトログリセリン、ノミフェンシン、ノルトリプチリン、オベスタチン、オランザピン、オモコナゾール、オンダンセトロン、オルフェナドリン、オクスプレノロール、オキシコドン、パロノセトロン、パパベレタム、パパベリン、パロキセチン、ペモリン、ペンフルリドール、ペニシリンＮ、ペニシリンＯ、ペニシリンＳ、ペニシリンＶ、イセチオン酸ペンタミジン、 ペンタゾシン、ペンテテートカルシウム三ナトリウム、ペンテテート亜鉛三ナトリウム、ペントバルビタール、ペプチド、ペルゴリド（ｐｅｒｇｏｌｉｋｅ）、ペリシアジン（ｐｅｒｉｃｙａｚｉｎｅ）、ペルフェナジン、ペチジン、フェナゾシン、フェネルジン、フェノバルビタール、フェンテルミン、フェントラミン、フェニルヒドラジン（ｐｈｅｎｙｈｙｄｒａｚｉｎｅ）、ホスホジエステラーゼ5、ピロカルピン、ピモジド、ピパンペロン（ｐｉｐａｍｅｒｏｎｅ）、ピペラセタジン（ｐｉｐｅｒａｃｅｔａｚｉｎｅ）、ピポチアジン、酢酸ピルブテロール、ピルブテロールナロキソン、ピロキシカム、ピルプロフェン、ピゾチフェン、ピゾチリン、ポリペプチド、ポリペプチドＹＹ、プラミペキソール、プレントキサプリン（ｐｒｅｎｔｏｘａｐｙｌｌｉｎｅ）、プロカイン、塩酸プロカテロール、プロクロルペラジン、プロシクリジン、プロマジン、プロメタジン、プロパセタモール、プロパノロール（ｐｒｏｐａｎｏｌｏｌ）、プロペントフィリン、プロポフォール、プロポキシフェン、プロプラノロール、タンパク質、プロトリプチリン、クエチアピン、キニーネ、ラサギリン、レボキセチン、レマセミド（ｒｅｍａｃｅｍｉｄｅ）、レミフェンタニル、レモキシプリド、レチノール、リバビリン、リモナバン、リスペリドン、リタンセリン、リトドリン、リザトリプタン、ロキシンドール（ｒｏｘｉｎｄｏｌｅ）、サリチル酸、キシナホ酸サルメテロール、サルメテロール（ｓａｌｍｅｔｒｏｌ）、スコポラミン、セレギリン、セルチンドール、セルトラリン、セボフルラン、シブトラミン、シルデナフィル、スフェラミン（ｓｐｈｅｒａｍｉｎｅ）、スピペロン、スフェンタニル、スルピリド、スマトリプタン、��ンドスピロン、テルブタリン、テルグリド、テストステロン、酢酸テストステロン、エナント酸テストステロン（ｅｓｔｏｓｔｅｒｏｎｅ  ｅｎａｎｔｈａｔｅ）、プロピオン酸テストステロン（ｔｅｓｔｏｓｔｅｒｏｎｅ  ｐｒｏｐｒｉｏｎａｔｅ）、テトラヒドロカンナビノール、チオリダジン、チオチキセン、チアガビン、チアネプチン、チモロール、臭化チオトロピウム一水和物、チザニジン、トブラマイシン、トフェナシン（ｔｏｆｅｎａｃｉｎ）、トルカポン、トルフェナメート（ｔｏｌｆｅｎａｍａｔｅ）、トルフェナム酸、トピラメート、トラマドール、トラニルシプロミン、トラザドン（ｔｒａｚａｄｏｎｅ）、トリアムシノロンアセトニド、トリエチルペラジン（ｔｒｉｅｔｈｙｌｐｅｒａｚｉｎｅ）、トリフルオペラジン、トリフルペリドール、トリフルプロマジン、トリヘキシフェニジル、トリメプラジン、トリメトベンズアミド、トリミプラミン、トロピセトロン、トリプトファン、バルプロ酸、バルデナフィル、ベンラフェキシン、ベラパミル、ビガバトリン、ビロキサジン、ヨヒンビン、ザフィルルカスト、ザロスピロン（ｚａｌｏｓｐｉｒｏｎｅ）、ザナミビル、ジロートン、ジプラシドン、ゾルミトリプタン、ゾルピデム、ゾピクロン、ゾテピン、ズクロペンチキソール、およびこれらの組み合わせからなる薬物群から選択される、請求項１の方法。
【請求項９】
前記患者の呼吸器系に薬物を投与するための装置であって、前記装置は大気圧と比べて正圧で供給される気体を用いて前記薬物を前記患者に供給し、および前記患者は自発呼吸が可能である、装置。
【請求項１０】
前記薬物を前記患者に供給するマスクを含み、前記マスクは前記患者の鼻および口の周囲を実質的に塞ぐ、請求項９の装置。
【請求項１１】
前記気体が約1ｃｍＨ２Ｏ〜 約３０ｃｍＨ２Ｏの範囲の圧力が供給される、請求項９の装置。
【請求項１２】
前記気体が精製した空気である、請求項９の装置。
【請求項１３】
患者の呼吸器系への薬物の投与方法であって、前記患者への前記薬物の供給は大気圧と比べて正圧で供給されるガスを用い、前記患者は自発呼吸が可能である、ことを含む方法。
【請求項１４】
患者の呼吸器系に薬物を投与する装置であって、前記装置は前記薬物を大気圧と比べて正圧で供給されるガスを用いて前記患者に供給し、および前記患者は自発呼吸が可能である、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
この出願は、２００６年９月２０日に出願された第６０／８２６２７１号出願の優先権および仮出願の利益を主張する、２００６年１０月２５日に出願された、第１１／５５２８７１号出願の一部継続出願である。
【０００２】
本明細書の開示は吸入による薬物の供給に関連する。特に、本明細書の開示は、正圧下で精製した空気を用いた、使用者の呼吸サイクルに合わせて連動する薬物の供給に関連する。
【背景技術】
【０００３】
本出願人は以前の出願で、化学物質または生物学的な病原体で汚染された空気は、我々の健康に関わるという深刻な結果を認め、かつ新しい空気清浄システム系を提案した。特に産業革命以来、人類の呼吸器系は継続的に大気汚染物質の濃度の上昇に曝露されている。現在都市部または郊外部に住む人々にとっては、気中浮遊汚染物質などの粒子の排出、オゾン、塵、菌、および戸外の都会の空気中の多くの他の汚染物質からは逃れられない。調査結果は、最も豊かな都市生活者の住宅でさえ、屋内の空気はしばしば、外の空気より汚いことを示す。実際問題として、先進国であるか発展途上国であるにせよ、および豊かさにかかわらず、都市部に住む人々は、かつ汚れた空気の効果に対して何の防御もしておらず、かつこの状態が続いている。世界の多くの農村地帯における大気汚染疾患は、都市部で見つかる大気汚染疾患と比べて問題があり、その一つとして化石燃料発電所の位置および、発展途上国では、効果的な汚染制御のない、広範囲に存在する工場および自動車に起因している。
【０００４】
事実、調査結果は、気中浮遊病原体または毒性ガスへの曝露が原因等の汚染された空気を吸い込む直接的、即時の効果だけでなく、長期間の影響もあることを示す。ヒトの呼吸器系は、今日の大気汚染に対する防御を発現する時間がなく、およびその結果、公衆衛生は様々な肺の病気の形式を被り、喘息および肺繊維症の発生率の驚くべき増加、ならびに汚染物質を吸い込むことによって引き起こされる癌、風邪、およびインフルエンザなどの他の病気を含む。
【０００５】
短期および長期の影響に加えて、当然のことながらいくつかの汚染物質は汚染された空気に直接的に曝露される人々のみ影響する一方で、いくつかの病原体などの、他の汚染物質は他人へと広まりうる病気を引き起こし、蔓延への発展の可能性を伴う。
【０００６】
これらの危険性に対応して、本出願人は、使用者に清浄空気を提供する携帯用呼吸装置のセットを開発した。しかしながら、さらに有害物質を除去するために、その後有益な薬物（医薬など）を同じ空気に加えることにより、さらなる利点を実現することができる。
【０００７】
肺の構造は、生命維持に必要な、特に酸素および二酸化炭素のガス交換を容易にするために設計されている。成人の肺の表面積は、５０および１００平方メートル（５３８および１０７６平方フィート）の範囲である。この表面積は小さなアパートの面積に相当する。肺の表面積は、平均的な成人男性の皮膚の表面積より２５〜５０倍大きい。この広大な肺の中の表面積は、組織的な薬物の供給にとって好ましい標的となる。ヒトは肺の薬物を吸収する能力を十分理解している。合衆国では２００１年だけで４０００億本のタバコが販売された。これらの売り上げは組織のニコチン吸収の欲求によって促進された。ニコチンは肺から容易に吸収される唯一の薬物ではない。他の薬物の乱用は、経口摂取された医薬が影響を受ける肝臓の代謝効果と拮抗することなく、血流中に容易に吸収され、かつ迅速に脳に輸送され、選択的に吸入される。
【０００８】
歴史的には、薬物供給の吸入ルートは肺の病気の治療に用いられてきた。肺はまた組織的な薬物の供給のための、非侵襲的な薬物供給の好ましいルートである。これは、肺以外の臓器系に影響する、さまざまな病気の治療を可能にする。吸入ルートの利点は、迅速な吸収、肝臓による代謝の回避、ならびに静注経路または筋肉内に付随する不快さおよび混乱がないことを含む。
【０００９】
組織的な薬物の供給のための吸入ルートは、実用的な供給装置がないことから、今まで十分に利用されていない。最も一般的な吸入された薬物の供給方法は、噴霧器、加圧された複数回投与量の吸入器、および乾燥粉末の吸入器を含む。いずれの装置も使用を困難にする複数の問題が付随して起こる。さらに、装置は臨床用途を困難にする技術的障害を共有する。このすべての薬物供給の現行手法に共通の障害は、患者の呼吸パターンとの連携の困難さ、供給された薬物のオゾンを含む汚染物質との相互作用、および薬物を吸入するために必要なエネルギーの供給(呼吸器系に障害が起きた場合難しい)の患者への依存である。
【００１０】
噴霧器は、直径５マイクロメートル以下の呼吸に適した飛沫エアロゾルを作り出すために、加圧されたガスを使用する。超音波噴霧器もまた開発されているが、噴霧する懸濁剤形ができないために使用できない。加圧されたガス噴霧器の使用を困難にする問題は、顕著に携帯性を制限する圧縮されたガス供給の必要性、細菌定着を妨げるための装置の頻繁なクリーニングの必要性、および市場にあふれている、不十分に設計された廉価で製造された噴霧器およびばらつきのある供給投与量（通常高価なシステムで注入される投与量のたった２０〜２５％）を含む。
【００１１】
加圧された複数回投与量の吸入器は、歴史的には薬物を吸入する最も一般的な供給システムである。クロロフルオロカーボンは賦形剤としてこれらの装置に最初に使用されたが、これらは環境への懸念から以後置き換えられている。このボーラス投与方法による供給は、患者に供給する医薬量の広範囲の変動を引き起こす。薬物のボーラス投与は、吸入サイクルに関連するボーラス投与による供給タイミングに依存して、呼吸樹に異なるレベルで蓄積する。したがって、生体内の気道に蓄積された投与量は、実験室中の設定での測定量とは異なる。教育およびコンプライアンスは主要な問題である。「計量した投与量」の比率は、マウスピースおよび中咽頭中に失われる。スペーサーおよび容器が、この技術の改良を試みるため開発されているが、しかしながら高度に協調的な努力が引き続き必要とされている。
【００１２】
乾燥粉末吸入器は、受動的システムを作成することによって、この協調的な供給努力の必要性の改善を試みている。言い換えれば、患者は肺に医薬を供給するのに必要な力を提供する。すべてが専売技術および設計である、いくつかの乾燥粉末の吸入器が市場に流通している。このこと自体が、複数の薬物を使用する場合、患者はいくつかの異なる技術を学習する必要があるという、混乱を引き起こす。さらに少量の計量粉末は、液体の測定のように正確ではない。最終的に、外界の環境条件、 特に湿度が、肺に達する薬物の投与量をもたらし得る。装置内に吐き出すなどの単純な失敗は、薬物の供給をもたらし得る。
【００１３】
明らかに、有害な汚染物質を空気から除去することは、使用者に正圧を提供し、その上最適な効果および効率のため、正確に制御された濃度および呼吸サイクルの間に正確な時間において有益な薬物を添加することで、世界中の無数の人々の、健康の改善への最適条件が実現する。本出願は、上記の問題への対処を探し求めるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
要約
本明細書にて開示されるのは、大気圧と比べて正圧下で高純度の空気中における医薬組成物の供給方法およびシステムである。いくつかの例示的な態様では、高純度、無オゾンの空気中における医薬組成物の供給方法およびシステムが提供される。
【００１５】
医薬組成物を投与する一つの方法は、以下のステップを含む：ガス形態、気化形態、噴霧用形態、またはエアロゾル形態での医薬組成物の提供；粒径約１０‐２０ナノメートル未満のフィルターに掛けられた、精製した空気流への医薬組成物の添加；および精製した空気流中の医薬組成物の吸入を通した、治療が必要な宿主への医薬組成物の投与。一態様において、それぞれ少量の医薬組成物が非常に大量の空気流と共に供給され、計量した投与量吸入器（ＭＤＩ）と比べて、優れた投薬量制御を可能にする。
【００１６】
さらに正確な投薬量制御と高度に精製した空気流を組み合わせるため、本発明の開示のシステムは使用者に供給される空気の温度および湿度を正確に制御するのための方法も提供する。さらに、(制御回路経由等の)本発明の開示のシステムは、例えば、使用者の吸入の間のみ薬物を供給する等の、使用者の呼吸サイクルと同期する投薬を可能にする。供給はシステム内に発生した正圧に補助されるため、使用者は最低限の努力を必要とする。これは両極端の年齢の患者（若年および老年）、および精神的に不安定なまたは知的障害者がある患者にとって、特に重要である。
【００１７】
医薬組成物の供給システムの一態様は、以下を含む：正圧下でフィルターに掛けられた気流を産生する精製した空気流の発生器、ホースまたは他の空気源の導管を通じて接続されたフェースマスク、および薬物をガス形態、気化形態、または噴霧形態で気流に添加する方法。
【００１８】
特に、本発明の開示の態様は、大気圧と比べて正圧な精製した空気を用いて薬物が供給される、患者の呼吸器系への薬物の投与方法を含む。本発明の開示の他の態様は、患者への薬物の供給は大気圧と比べて正圧な精製した空気を用いて供給されることを含む、患者の呼吸器系への医薬の投与を含み、薬物は、遅れずに患者の呼吸サイクルの吸入部分と一致して供給され、および患者の状態をモニターするのに使用される一つまたはそれ以上の装置からの情報は、患者への薬物の供給量およびタイミングの調整に使用される。
【００１９】
本発明の開示の態様は、患者は自発呼吸が可能である場合、大気圧と比べて正圧下で患者に薬物を供給することによる、患者の呼吸器系への薬物の投与方法および装置も含む。複数の態様において、薬物 は空気中、精製した空気、または大気圧と比べて正圧で供給されるガス混合物に供給される。
【００２０】
本発明の開示の他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図面および発明の詳細な説明の試験と同時に、当業者にとって明らかであるか、または明らかになる。すべてのこのような追加のシステム、方法、特徴、および利点は、本明細書に含まれ、本発明の開示の範囲内に含まれ、かつ添付の特許請求の範囲によって保護されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の開示の多くの態様が、以下の図面を参照してよりよく理解されうる。図面の中の構成要素が必ずしも一定の比率ではなく、その代わり本発明の開示の原理を明示することを重要視する。さらに、図面中の参照番号様のものは、いくつかの図面を通して対応する部品を示す。
【図１】図１は、先行技術の喘息治療用のアルブテロール含有エアロゾルキャニスタの立体図を示す。
【図２】図２Ａは本発明の開示のシステムの一態様の前面図を、および図２Ｂは本発明の開示のシステムの一態様の側面図を示す。
【図３】図３は開示された装置の態様の前面図を示す。
【図４】図４は開示されたメディポートの態様の側断面図を示す。
【図５】図５は、図４のメディポートの混合チャンバーと共に使用する、アダプターの一態様の側断面図を示す。
【図６】図６は、開示された混合チャンバーの態様の側断面図を示す。
【図７】図７は、図６の混合チャンバーと共に使用する、アダプターの一態様の側断面図を示す。
【図８】図８は開示されたメディポートの態様の側断面図を示す。
【図９】図９は開示された混合チャンバーの態様の側断面図を示す。
【図１０】図１０は、図９の混合チャンバーと共に使用するアダプターの態様の側断面図を示す。
【図１１】図１１メディポートに接続されたホースの態様の側断面図を示す。
【図１２】図１２は、本発明の開示の態様のメディポートを示す。
【図１３】図１３は、本発明の開示の態様のメディポートを示す。
【図１４】図１４は、本発明の開示の態様のメディポートを示す。
【図１５】図１５は開示されたメディポートの態様の側断面図を例示する。
【図１６】図１６は開示されたメディポートの態様の側断面図を例示する。
【図１７】図１７は、本発明の開示のフェースマスクの態様に接続された、開示されたメディポートの態様の側面図および前面図を例示する。
【図１８】図１８は、本発明の開示のフェースマスクの態様に接続された、開示されたメディポートの別の態様の側面図および前面図を例示する。
【図１９】図１９は、メディカルポートがネットワーク化されたデータ通信を構成する、本発明の開示のシステムの態様を例示する。
【図２０】図２０は、複数の薬物の供給のための複数のアンプルを特徴とする、メディカルポートの態様を示す。
【図２１】図２１は、空気容器または空気袋を利用する、送風機およびメディカルポートの態様を示す。
【図２２】図２２は、標準フィルター材で試験した、１００ｎｍ粒子におけるフィルター効率対前面風速のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の開示がより詳細に説明される前に、この開示は特定の記載した態様に限定されず、および、当然のことながら、変化し得ると理解される。本明細書中で用いられる専門用語は、本発明の開示の範囲は添付の特許請求の範囲のみによって制限されるため、特定の態様の記載のみを目的としており、かつ制限を意図するものではないことも理解される。
【００２３】
値の範囲が提供される場合、それぞれの介在値、前後関係がはっきり口述しない限り最低限単位の１０倍、そうでなければ、その範囲の上限および下限との間、およびその定常範囲中での他の定常値または介在値は、本開示に包含されると理解される。これらの最小範囲の上限および下限は、独立して最小範囲中に含まれ、かつ本開示にも包含され、任意の特に定常範囲内の除外された制限に従属する。定常範囲が片方または両方の制限を含む場合、これらの制限が含まれた、どちらかまたは両方の範囲の除外も本開示に含まれる。
【００２４】
そうでなければ定められない限り、本明細書中で用いられるすべての技術的および科学的用語は同じ意味を有し、一般的にこの開示に属する当業者に理解される。本明細書に記載される、任意の方法および材料と類似のまたは同じものは、実施または本発明の開示の試験にも使用することができるが、好ましい方法および材料は以下で述べる。
【００２５】
本明細書中に引用されているすべての刊行物および特許は、それぞれの個々の刊行物または特許は、特におよび個々に参考文献として包含されることを示唆するように、本明細書中に参考文献として包含され、かつ本明細書中に、刊行物が引用される方法および/または材料に関連した開示および記載をするために、参考文献として包含される。どの刊行物の引用も本出願日に先立って開示され、かつ本発明の開示は、先の発表によって、このような刊行物に先行して権利を与えられない承認と解釈されてはならない。さらに提供される公告日は、個々に確立される必要がある実際の公告日と異なり得る。
【００２６】
本開示を読むと当業者にとって即座に明らかになるように、本明細書に記載かつ例示するそれぞれの個々の態様は、本発明の開示の範囲または精神から逸脱することのない他のいくつかの態様のいずれかの特徴と即座に分離または組合され得る、別々の構成要素および特徴を有する。どの列挙された方法も列挙された順を追って、またはどのような論理的に可能な他の順序で実行することができる。
【００２７】
以下の実施例は、当業者に本方法の実行方法、および本明細書で開示かつ主張される組成物および化合物の使用方法の完全な開示および記載を提供するために提案される。数値についての正確性 (例えば量、温度など)を保障するために努力はしたが、いくらかの誤差および偏差は計上されなければならない。別途示されない限り、部品は重さによる部品であり、温度は℃であり、および圧力は大気圧またはその近辺である。標準温度および標準気圧はそれぞれ２０℃および1気圧と定義される。
【００２８】
本発明の開示による態様は、特に明記しない限り、当業者の範囲内の有機合成化学、生化学、薬理学、医学等の技術を使用する。このような技術は、文献中で全体が説明されている。
【００２９】
本明細書中および添付の特許請求の範囲に使用される、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、前後関係ではっきり口述しない限り、複数の指示対象を含むことを留意しなければならない。よって、例えば「一つのサポート」（ａ  ｓｕｐｐｏｒｔ）への言及は、「複数のサポート」（ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｕｐｐｏｒｔｓ）を含む。以下の本明細書および特許請求の範囲内において、参考文献は、反対の意図が明らかでない限り、以下の意味を有するように定義されなけばならない多くの用語を作り出す。
【００３０】
様々な態様の記載に先立って、以下の定義が提供され、かつ特に明記しない限り使われなければならない。
【００３１】
定義：
本明細書中で用いられる用語「エアロゾル」は、ガス中に懸濁している固体粒子または液体粒子を参照する。
【００３２】
本明細書中で用いられる用語「遺伝物質」は一般に含む 生物学的な活性を有する組成物、核酸(一本鎖または二本鎖ＤＮＡまたはＲＮＡ、もしくはｓｉＲＮＡなど)、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、等を含む物質を参照するが、これらに限定されない。
【００３３】
本明細書中で用いられる用語「サーファクタント」または「肺サーファクタント」は、適当な呼吸、肺胞の安定性およびガス交換にとって不可欠な、一般に肺で自然に生産される特定のリポタンパク質物質を参照する。肺サーファクタントは、肺胞の空気-液体界面の表面張力を減じる、ＩＩ型肺胞細胞で自然に形成される界面活性物質である。肺サーファクタントは、一般に約９０％の脂質（そのうち約半分はリン脂質ジパルミトイルホスファチジルコリン（ＤＰＰＣ））、および約１０％のタンパク質で構成されている。少なくとも自然界に存在するＳＰ‐Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤの、４つのサーファクタントが同定されている。疎水性サーファクタントタンパク質Ｂ（ＳＰ‐Ｂ）およびＣ（ＳＰ‐Ｃ）はリン脂質に堅く結合し、かつ自身の肺胞の気体‐液体界面への吸着を促進する。これらのタンパク質はサーファクタント膜の形成にとって重要である。用語「サーファクタント」は、サーバンタ（Ｓｕｒｖａｎｔａ）（登録商標）（ベラクタント）、インファサーフ（登録商標）（カルファクタント）、エキソサーフ  ネオナータル（Ｅｘｏｓｕｒｆ  ｎｅｏｎａｔａｌ）（登録商標）（パルミチン酸コルホスセリル）、クロサーフ（登録商標）(ポラクタント  アルファ)、サーファキシン（登録商標）（ルシナクタント）、エアロサーフ（登録商標）（エアロゾル化したサーファキシン（登録商標）)、ベンチキュート（ｖａｎｔｉｃｕｔｅ）（登録商標）（ルスプルチド）、アルベオファクト（登録商標）（ボバクタント（ｂｏｖａｃｔａｎｔ））、ならびに開発されている製剤を含む、現在入手可能であるサーファクタント製剤も含むが、これらに限定されない。
【００３４】
本明細書中で用いられる、用語「精製した空気」は、純粋なガスから合成される空気、または粒子状物質および/または他の汚染物質などの量を減じるために、フィルターに掛けられた環境の空気を参照するが、オゾン、ＳＯ２、およびＮＯ２に限定されない。このような汚染物質が全体として除去／消去されない間に、この量は特定の環境の空気中に見られる量より減少し、かつ好ましくは、ＨＥＰＡグレードフィルターの使用による、フィルターに掛けられた空気中の量より減少する。いくつかの好ましい態様では、精製した空気は、精製された環境の空気中の粒子状物質の量と比較して約０．０３％未満の、約２０ｎｍより大きい粒径を有する粒子状物質を含む。いくつかの好ましい態様において、精製した空気は、精製された環境の空気中の約０．０００１％未満の粒子状物質数を含む。複数の態様において、精製した空気は、精製された環境の空気中のものと比較して、減少したオゾン量を含む。いくつかの態様において、精製した空気は、精製された環境の空気中のものと比較して、減少したＳＯ２量を含み、およびいくつかの態様においては、精製された環境の空気中のものと比較して、減少したＮＯ２量を含む。いくつかの好ましい態様において、精製した空気は、減少したオゾン量、ＳＯ2量、および/またはＮＯ２量、ならびに精製された環境の空気中より約０.０３％未満の粒子数を有する。
【００３５】
本明細書中で用いられる用語「正圧」は、患者に供給される大気圧より大きい空気の圧力を参照する。
【００３６】
本明細書中で用いられる、用語「使用者」、「宿主」、および/または「患者」は、治療の必要がある、および通気または開示された呼吸装置の使用が可能である、ヒトおよび他の生物種を含む。特に、用語「使用者」、「宿主」 および/または「患者」は、ヒトおよび哺乳動物（ネコ、イヌ、ウマ、ニワトリ、ブタ、イノシシ、ウシ、および他の家畜など）を含む。
【００３７】
本明細書中で用いられる用語 「調合薬」は、一般に任意の病気または疾患の治療に使用される、任意の薬剤的に効果的な化合物を参照する。例えば、調合薬は喘息、気管支炎、肺気腫、肺感染、嚢胞性線維症、ＡＡＴ欠損症、ＣＯＰＤ、ＡＲＤＳ、ＩＲＤＳ、ＢＰＤ、およびＭＡＳ、多くの他の疾患間での、病気の治療に使用することができる。開示された方法による吸入を介した供給することができる有用な調合薬は、Ｔｈｏｍｓｏｎ  ＰＤＲより出版されているＰｈｙｓｉｃｉａｎ’ｓ  Ｄｅｓｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ（最新版は２００７年度のものなど）中に記載されているものを含むが、これらに限定されない。相関している徴候に対して開示された装置で投与することができるこのような薬物は、本明細書中の以下の表１で説明されるものを含むが、これらに限定されない。表１は、即時に曝露する装置を経由して供給することができる、典型的な薬物のリストを提供する。これらのすべてが米国食品医薬品局によって肺供給に認可されている。他の薬は、本明細書で開示される方法に使用されることが可能であり、および以下のリストは網羅することを目的とするものではない。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
さらに、上記のリストに挙げた薬物は、すでにＦＤＡによる肺への供給の認可が下りている。開示された方法により肺の供給が可能性を参照する他の薬物は、以下の表２で提供されるものを含むが、これらに限定されない。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
上記のリストに挙げた複数の薬物は、現在呼吸樹への供給の研究段階である。以下の考察は特定の実施例を提供するが、肺への医薬供給の関する研究が速く進んでいる分野のすべてを含むことを意図するものではない。メディカルポート装置および本発明の開示による供給方法は、現在肺への供給の認可が下りている、または認可されることにより、臨床用途用に入手可能になる、現時点で既存の、および将来開発される任意の薬物を供給することを意図する。
【００４２】
ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質が、肺のルートを経由した、体の他の部位への薬物の供給の効果的な方法である研究が確立されている。さら多くのペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質自身も、様々な疾患の治療において、治療薬として作用する。例えば、複数のタンパク質は現在新陳代謝の研究段階にある。米国の人口の６０％以上は太り過ぎである。オベスタチン、ポリペプチドＹＹおよびレプチンは、食欲抑制ホルモンである。グレリンは食欲増進ホルモンである。リモナバンは、肥満に対する新規の治療に可能な新規の薬物である。カンナビノイド１受容体拮抗薬ＳＲ１４１７１６Ａおよびオピオイド拮抗薬ＬＹ２５５５８２は、食欲を抑制する他の薬物である。インスリン製剤を含む他のホルモンは研究されており、およびエクスベラ（Ｅｘｕｂｅｒａ）は最近吸入に好適な形態で利用できるようになった。カルシトニンは 吸入可能であり、かつ骨粗しょう症、高カルシウム血症、およびパジェット病（Ｐａｇｅｔ’ｓ）病を治療することができる。ＦＳＨは不妊症を治療可能なホルモンである。成長ホルモンは成長遅滞を治療できる。ＴＳＨは、疲労および体重減少を引き起こす甲状腺機能低下症を治療できる。吸入形態として研究中の他のホルモンは、ソマトスタチンおよび副甲状腺ホルモンを含む。ＬＨＲＨ（黄体形成ホルモン−放出ホルモン）、吸入可能な形態の作用薬および拮抗薬の両方を含み、骨粗しょう症に対して研究されている。勃起機能不全に対するホスホジエステラーゼ−５阻害剤の吸入もまた研究されている。バソプレッシンアナログは多くの循環器疾患の治療に使用されている。免疫グロブリンは、感染症の治療に使用され、および将来特定の病気または疾患の患者の治療のために特注生産かつ供給され得る。これらのすべては様々な病気および疾患に対する確約されたタンパク質／ペプチド‐を基礎にした治療を説明し、および予備研究に基づき、吸入ルートは唯一の、または最も効果的なこれらの薬物の供給方法であり得る。
【００４３】
開示された薬物の投与方法は、嚢胞性線維症に罹患した患者の肺粘膜、パーキンソン病に対する幹細胞治療と類似の方法（脳幹への影響など）、および糖尿病（ランゲルハンス島への影響など）治療などの、様々な疾患の治療に対する他の遺伝物質の形態（ＤＮＡおよびＲＮＡなど）の供給も含む。遺伝物質を含む別の薬物は、パルモザイム（登録商標）の商標で市販されているドマーゼα、粘弾性痰のDNAを加水分解することによって感染の発生率を減らす、嚢胞性線維症に使用される酵素である組換えＤＮＡｓｅ、ｒｈＤＮａｓｅ等がある。インターロイキン１の吸入形態は、喘息について研究さている。インターフェロン治療 は、複数の硬化症、ならびにＢおよびＣ型肝炎で研究中である。肺動脈性高血圧症に対するサバイビン遺伝子治療、およびいくつかの型の肺気腫を減じるためのｈＡ１ＰＩ（ヒトα―1プロテアーゼ阻害剤）またはインサイチュ遺伝子治療も研究されている。癌の治療または予防のための遺伝子治療も研究されている。実施例は、ｐ５３遺伝子置換による肺癌のエアロゾル遺伝子治療、および肺癌に対する細胞毒性薬物の吸入（化学療法）による治療を含む。
【００４４】
本発明の開示の方法による供給用の例示的なタンパク質は、ＵｎｉＰｒｏｔ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍによって維持されるデータベースに見出され、以下のデータベースｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｉｒ．ｕｎｉｐｒｏｔ．ｏｒｇ／（２００６年１月２６日）は、参照によりその全部が本明細書に援用される。遺伝子治療の供給用の例示的なポリヌクレオチドおよび/または他の治療用途は、以下のデータベースｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｂｉ．ａｃ．ｕｋ／ｅｍｂｌ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ(（２００６年１月２６日）（ＲＮＡ／ＤＮＡ配列）（ＥＭＢＬ‐Ｂａｎｋとしても知られているＥＭＢＬ  Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｄａｔａｂａｓｅは、Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  （ＥＢＩ）によって維持され、かつＧｅｎＢａｎＫ（米国）およびＤＮＡ  Ｄａｔａｂａｓｅ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ（ＤＤＪＰ）との協同により製作された）およびｈｔｔｐ：／／ｉｍｇｔ．ｃｉｎｅｓ．ｆｒ／ＩＭＧＴ  ＧＥＮＥ‐ＤＢ／ＧＥＮＥｌｅｃｔ？ｌｉｖｒｅｔ=０（２００６年１月２６日）(免疫グロブリンおよびＴ細胞受容体遺伝子)（Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ  ＩｍＭｕｎｏＧｅｎｅＴｉｃｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標）によって維持される)、に見いだされ、両方とも本明細書にその全体が参考文献として包含される。脂質は、本発明の開示の方法を通した肺のルート経由で供給さるることができ、例示的な脂質は、Ｌｉｐｉｄ  ＭｅｔａｂｏｌｉｔｅｓおよびＰａｔｈｗａｙｓ  Ｓｔｒａｔｅｇｙ（ＬＩＰＩＤ  ＭＡＰＳ）によって維持される以下のデータベース：ｈＵ  ：／／ｗｗｗ．ｌｉ  ｉｄｍａ  ｓ．ｏｒ／ｄａｔａ／ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ（２００６年１月２６日）に見出すことができ、本明細書にその全体が参考文献として包含される。
【００４５】
吸入ガスは別のクラスの薬物であり、本発明の開示のシステムおよび方法を通して供給することができる。亜酸化窒素は、しばしば麻酔薬として使用される。ヘリオックスは、呼吸困難状態の患者に使用される。
【００４６】
複数の抗生剤が、吸入に関して研究されている。上記のように、トブラマイシンは吸入の認可が下りた。ペニシリン、キノロン類（Ｃｉｐｒｏ）、アズトレオナム、および肺および全身感染に対する他の抗生剤が評価されている。吸入形態の免疫グロブリン（抗体）も、感染および/または炎症状態の評価中である。組換えヒト顆粒球コロニー刺激因子（ＧＣＳＦ）は免疫システムを強化し、かつ吸入形態で利用できる。
【００４７】
中枢神経系（ＣＮＳ）への吸入薬物の適用も、研究中である。ニコチンはいくつかの形態が利用できるが、本出願のメディカルポートおよび供給方法は、タバコ産物の発ガン物質への曝露なしの、タバコ中毒に対する利点および代替法を提案する。偏頭痛を治療する吸入された薬物、および、急性または慢性の痛みに対する治療のためのモルヒネなどの麻薬の吸入も、利用できる。他の研究中のＣＮＳ薬物は、エントノックス（ｅｎｔｏｎｏｘ）（亜酸化窒素および酸素の混合物である、吸入される鎮痛剤）および吸入される抗不安薬を含む。
【００４８】
他の新規および別の薬物も、呼吸樹に供給することができる。シクロスポリンＡ（臓器移植拒否反応薬）は、吸入形態に有利であることが最近報告された。α-１アンチトリプシン酵素治療は、肺気腫および嚢胞性線維症の治療に対して研究されている。大西洋の海水の塩濃度の二倍濃い塩水溶液の供給は、嚢胞性線維症の患者への吸入形態において有益である。いくつかの他の薬物、または開示された装置での使用において有力な候補として同定された薬物は、肺高血圧症または痛みに対する亜酸化窒素のような、吸入ガスおよび鎮痛薬／抗不安薬である。麻酔薬のファミリーであるデスフルランおよびすべての「アン」（ａｎｅｓ）もまた潜在的な候補である。例えば、ワシントン州シアトルのコーラス  ファーマ（Ｃｏｒｕｓ  Ｐｈａｒｍａ）は、癌または慢性肺気腫の慢性咳嗽を緩和するリドカインの吸入について、現在調査している。他の薬物は、不安を緩和するベルセド（Ｖｅｒｓｅｄ）（登録商標）（子供または大人用の経鼻ベルセドは現在入手可能である）の登録商標で市販されているミダゾラム、ゾーミッグ（Ｚｏｍｉｇ）（登録商標）の登録商標で市販されているゾルミトリプタン、および、イミトレックス（登録商標）（偏頭痛の経鼻スプレーとして現在入手可能である）の登録商標で市販されているスマトリプタンなどの抗不安薬、ならびに、現在文献で論議され、かつすでに嚢胞性線維症および気管支感染において吸入可能であるトブラマイシン溶液、およびまだ吸入されていないバンコマイシンなどの抗生剤を含む。パルミコート（Ｐｕｌｍｉｃｏｒｔ）（登録商標）などの吸入されるステロイド薬物も現在入手可能であり、かつ吸入を経由する供給の有力な候補である。
【００４９】
現在坐剤様式で供給され、かつそれによって粘膜吸収に依存する薬物は、現在開示されているシステムによる供給に適切となりうる、別のクラスの薬物を説明する。このような坐剤を基本とした薬物の制限されない例は、眩暈および悪心に対するフェネルガン（Ｐｈｅｎｅｒｇａｎ）（登録商標）の登録商標で市販されているプロメタジンであり、経口でも利用できる。
【００５０】
既知の、かつ開示された装置に使用することができる他の肺の薬物は、新生児の(心臓中のバイバス孔が閉じている)動脈管開存症を直すための吸入プロスタグランジン；ＦＤＡ認可済の、狭心症などの冠状動脈の病気の治療のためのニトロリンガル（ｎｉｔｒｏｌｉｎｇｕａｌ）(ニトログリセリン)ポンプスプレー(舌下スプレー)；および吸入された抗ヒスタミン剤などの、アステリン（Ａｓｔｅｌｉｎ）（登録商標）の登録商標で市販されているアゼラスチン、および腎臓上への効果を有することによって、抗利尿薬の働きするＤＤＡＶＰ経鼻スプレーなどを含むが、これらに限定されない。
【００５１】
上記のように、いくつかの薬物は肺の投与用として現在入手可能ではないが、患者への吸入を経由する供給に好ましい候補である。これらは、例えば、関節炎治療剤ならびに、インフルエンザ経鼻ワクチン（例えばフルミスト（Ｆｌｕｍｉｓｔ）（登録商標）の登録商標で市販されており、現在インフルエンザワクチン注射として供給されている)およびＴＢワクチンなどのワクチンの吸入を含む。
【００５２】
呼吸器多核体ウイルス（ＲＳＶ）の効果に対抗するためのエアロゾル形態として利用できる、ビラゾール（ｖｉｒａｚｏｌｅ）（登録商標）などの、インフルエンザの症状の緩和するための薬物も、特定の関心対象である。本明細書で開示するシステムおよび方法は、トリインフルエンザウイルスなどのインフルエンザウイルスの異なる程度の取り扱いを提供することにより、肺への供給用として現在入手可能である、このような薬物を活用する。先ず第１に、開示された装置は、病原体を濾過するための、快適な濾過システムを提供する。第２に、開示された装置は、開示された装置のメディポートと連動して、吸入用リバビリン、ビラゾール（登録商標）の登録商標で市販されているＵＳＰ、または別の好適な薬物の供給のために使用することができる。第３に、開示された装置は、濾過システムにもかかわらず気流に入ってくるＤＮＡ、ＲＮＡ、または病原体を破壊するために紫外線を使用する装置（参照によりその全部が本明細書に援用される米国特許出願第１１／４１２２３１号の記載など）と連動して使用することができる。
【００５３】
本明細書中で用いられる用語「調合薬」は、遊離酸、遊離塩基、塩、アミン、および上記の薬物の準水和物形態を含む様々な水和物形態、ならびに好ましくは保存剤などの他の添加物を含まない、薬剤的に許容される、一般に当業者にとって既知の賦形剤材料と組み合わせて形成される、このような薬物の薬剤的に許容される剤形も包含することを意図する。いくつかの態様において、薬物の剤形は、望ましくない効果を引き起こし得る、保存剤などの追加の組成物を含まない。よって、このような剤形は、本質的に薬剤的に活性な薬物、および薬剤的に許容される担体（水および／またはエタノールなど）を含む。しかしながら、薬物が賦形剤無しの液体の場合、本発明の開示の呼吸装置装置を用いてエアロゾル化が可能である十分に低粘性な剤形は、本質的に薬物を含み得る。他の態様において、薬物の剤形は、適切な限り、一以上の活性成分、薬剤的に許容される担体および／または賦形剤、ならびに乳化剤、緩衝剤、保存剤等に限定されない、他の化合物を含み得る。
【００５４】
本明細書中で用いられる用語「剤形」は、活性成分および担体を含み、かつ剤形が本明細書で開示された呼吸装置装置を通して移動する場合、剤形は、患者の肺中に正圧で供給された／吸入された／吹き込まれた形態の状態である物理的性質を有する、一般に任意の混合物、溶液、懸濁液または同種のものを参照する。活性成分は、任意の薬剤的に活性な薬物 (上記で定義される)、または診断薬、または造影剤であり得る。担体は、活性な物質の供給と両立する任意の薬剤的に許容される流動性剤であり得る。有用な薬物は、気道に供給される系統的に活性な薬物、および人工呼吸造影に関連して使用される有用な診断薬を含む、上記で定義される薬物を含む。剤形は、担体中に分散または溶解した遺伝物質も含み得る。遺伝物質（患者の細胞内の場合）薬剤的に活性なタンパク質またはペプチドを発現する。剤形は例えば、水溶液、エタノール溶液、水／エタノール溶液、生理食塩水、コロイド懸濁液および微結晶性懸濁液などの溶液であり得る。複数の態様において、剤形は、低沸点または高蒸気圧噴霧剤中の薬物の溶液または懸濁液であることができる。いくつかの態様において、剤形は固体形態であることができる。固体形態製剤は粉末、錠剤、分散顆粒、およびカプセルを含む。固体形態製剤は、以下に記載するように、宿主または患者に吸入されるために、開示された呼吸装置装置により気化またはエアロゾル化される。薬剤的に許容される賦形剤は、揮発性または不揮発性であることができる。揮発性賦形剤は、加熱した場合、同時に揮発、エアロゾル化され、かつ調合薬に吸入される。このようなクラスの賦形剤は、当技術範囲において既知であり、かつ、ガス、超臨界流体、液体および固体を含むが、これらに限定されない。以下は、クラスに含まれる例示的な担体のリストである：水；メントールなどのテルペン類；エタノール、プロピレングリコール、グリセロールおよび他の類似のアルコールなどのアルコール；ジメチルホルムアミド；ジメチルアセトアミド；ワックス；超臨界二酸化炭素；ドライアイス；およびこれらの混合物。
【００５５】
複数の薬物、薬物クラス、および進化する治療法（タンパク質、遺伝物質、ガスの吸入）は、吸入ルートへの使用（経鼻、気道内および肺胞の範囲）のために開発されている。本明細書で開示するメディカルポート装置および供給方法は、ＦＤＡが認可した薬物、現在開発中のおよび任意の将来の薬物、または肺に供給できる(または吸入を通して)薬物に適用できる。
【００５６】
上記の薬物および剤形は、現在のまたは潜在的な、吸入による供給、もしくは呼吸または肺のシステムの利用に参照される。当然のことながら、経鼻経路および鼻粘膜への供給は本発明の開示の範囲内であり、ならびに上記で論じた薬物および剤形は、さらに経鼻ルートでの供給の影響を受ける。
【００５７】
用語薬剤または薬物が本発明の開示中に使用される場合、これらの用語は、水蒸気、生理食塩水、または造影の増幅に使用される化合物のような物質にまたがる他の物を含む、いくつかの利点または治療目的を有する任意の物質を含むために、広く使用される。
【００５８】
概要
本発明の開示は、自発呼吸が可能である患者の呼吸器系に、大気圧と比べて正圧で薬物を供給することにより、薬物を供給するシステムおよび方法を提供する。複数の態様において、薬物は正圧の空気流、精製した空気、またはガス混合物中に供給される。複数の態様において、本発明の開示は、正圧の精製した空気を用いた薬物の吸入による供給のためのシステムおよび装置を提供する。吸入された薬物を正確な投与量で供給することができ、かつ患者または着用者の呼吸サイクルに協調的に応答して薬物を継続的にまたは時間内に供給することができる装置も提供する。本明細書で開示されるのは、精製した空気中の医薬品製剤を、患者の肺の気腔に高効率で、制御されて、および目標に沿って容易に供給されるように形状が決められている、装置およびシステムである。
【００５９】
本発明の開示は、使用者に薬物を投与する手段として働く呼吸装置を提供する。本発明の開示は、以前に吸入を経由して投与されていない薬物を含む多くの薬物を、吸入を経由して患者へ投与するための、方法およびシステムも提供する。
【００６０】
本発明の開示のシステムおよび方法の複数の態様において、装置は外部補助なしに呼吸が可能である患者に薬物を供給し、およびそれによって侵襲的な呼吸補助または受け手自身の呼吸サイクルの介入 を必要としない。これは、侵襲的な補助呼吸をする人工呼吸器とは対照的である。より極端でない例として、睡眠時無呼吸などの疾患の治療用に設計されている持続陽圧呼吸療法（ＣＰＡＰ）機器は、いつ呼吸困難を起こしても、患者の呼吸パターン修正するために介入しなければならないため、補助呼吸も構成される。別の補助呼吸の例は、重篤な呼吸疾患および補助がないため呼吸困難に悩む患者に使用され、かつ一般挿管前の最終段階に使用される、非侵襲的人工呼吸（ＮＩＶ）の形態を含む。本発明の開示の装置は、追加の呼吸の努力を必要としない一部の患者、および正圧によりいくばくかの補助が使用者に提供される場合、侵襲的補助呼吸または患者の呼吸サイクルへの介入のための装置を構成しない。
【００６１】
本明細書中で用いられる「侵襲的補助呼吸」は、（全呼吸補助用の）挿管または不規則な呼吸パターンの修正、または自力で適切に呼吸できない患者への使用などの、患者の呼吸機序への介入を必要とする、呼吸補助を参照する。挿管ほど侵襲的ではないにしろ、本発明の開示に使用される場合、ＣＰＡＰおよびＮＩＶの両方は共に、侵襲的補助呼吸のクラスに含まれる。侵襲的補助呼吸の方法および装置それ自体は、一般的に本発明の開示の装置および方法より高圧を採用する。
【００６２】
一方で、本明細書中で用いられる「自発呼吸」は、上記で述べた「侵襲的補助呼吸」方法または装置などのうちの一つによって提供される、外部からの補助無しに適切に呼吸する能力（通常の範囲内の血中酸素レベルを有するなど）を参照する。複数の態様において、本発明の開示の装置および方法は、自発呼吸が可能である患者に使用される。よって、一般的に本装置および本方法に採用される圧力は、人工呼吸器、ＮＩＶまたはＣＰＡＰ機器などの侵襲的補助呼吸に使用される装置に必要とされるものよりも、低いかまたは低侵襲性である。複数の態様において、薬物は約１ｃｍＨ２Ｏ〜約３０ｃｍＨ２Ｏの圧力の空気中、精製した空気中、またはガス混合物中に供給される。一般的に、患者自身の呼吸パターン（吸気および呼気の開始など）は、機械が供給する圧力と識別できるため、本明細書の発明の装置に採用される圧力は十分低い。
【００６３】
本発明の開示の装置および方法は、呼吸補助が必要ない自発的に呼吸する患者に対して使用するが、いくつかの態様において、本発明の開示の装置および方法は、呼吸装置と組み合わせて、換気されている患者への薬物の供給に使用される。例えば、本発明の開示は、本明細書中に記載される装置と連動して、米国特許出願第１１／５３３５２９号に記載される「個人使用者への清浄空気の供給のための呼吸装置」（全体が参考文献として本明細書中に含まれる）に記載される呼吸装置の使用も含む。本発明の開示のシステムおよび方法は、多くの薬物を投与する方法として、高度に吸収する肺の内層の十分、安全、かつ効率的な使用を見出した。
【００６４】
本発明に開示する薬物供給の方法は、既存の呼吸システムを用いて実行することができる。多くの口および鼻を覆うマスクから、フルフェースマスクまでの空気供給マスク、既存のスキューバ（ＳＣＵＢＡ）用品のマウスノズルは、開示された薬物供給方法の態様において実行することができる。
【００６５】
いくつかの態様において、清浄な空気の供給は、液体酸素、液体窒素、および液体二酸化炭素の容器からガスを混合することなどによって、（環境の空気の濾過とは対照的に）合成することができる。特に一態様は、ポンプまたは送風機などのエアムーバーを含むシステム、またはＳＣＵＢＡタンク内において、清浄な空気の気流を発生させるために加圧した空気を提供するシステム、を提供する。３Ｍ製の正圧空気呼吸装置（ＰＡＰＲ）；一般的に睡眠無呼吸に対処するために鼻を覆う加圧されたマスク、化学的空気濾過システムに接続された消防士型フェースマスク、および  ＳＣＵＢＡギアなどの、水中の潜水のための圧縮空気シリンダーに接続されたフェースマスクを含む、Ｐｕｒｉｔａｎ  Ｂｅｎｎｅｔ  および  Ｒｅｓｐｉｒｏｎｉｃｓなどのいくつかの医療機器メーカー製の持続陽圧呼吸療法（ＣＰＡＰ）システム；などの数々の機能している呼吸装置が既知である。上記で論じたように、いくつかの態様において、現在開示されている薬物供給装置は、このような先行技術の装置を用いて実行することができる。しかしながら、加圧されたタンク中の高度に精製した空気を除き、既存の空気供給マスクは一般的にオゾン除去と組み合わせて、２０ナノメートル以下の、高度に精製した空気を提供しない。これは、いくつかの環境中では、薬物化学は、空気中の汚染物質に影響されることができることを意味する。したがって、いくつかの好ましい態様では、本発明の開示の方法およびシステムは、上記に含まれる米国特許出願第１１／５３３５２９に記載されている呼吸装置を使用する。
【００６６】
空気からの汚染物質の除去それ自身は、肺および他の臓器の環境の刺激物が除去されるという使用者への利点の観点から考慮されることができ、一般的な戸外の空気、および特定の屋内の空気の構成物のより詳細な検査は、精製した空気は、効果的および安全な、肺のルートを経由した薬物供給を確実にするために特に重要であることを明らかにする。本発明の開示のシステムおよび方法に対する精製した空気の重要性は、環境の空気中に通常見出される粒子の高濃度および化学組成に基づいて生じる。粒子数は特定の状態に依存して広範囲に変化する一方で、屋内の空気は１立方メートル当たり１００億個以上の粒子を容易に含むことができ、多くのこれらの粒子は２０ｎｍ以下の範囲の直径を有する。その上、これらの粒子が不活性体として存在すると考える傾向がある一方で、これらの粒子の大部分は飛沫または有機および無機化合物の微結晶性粒子に凝縮され、このような化合物は芳香族炭化水素類およびカーボン微粒子を含む。
【００６７】
屋内の空気中の汚染物質の化学組成の予測は、オゾンの存在によってさらに困難になる。オゾンはそれ自体で有害な汚染物質だが、高度に反応性でもある。他の有機化合物ベースの汚染物質とオゾンとの反応は、戸外の空気について（スモッグ発生の機序など）幾分詳細に調査されている数々の派生化合物をもたらすが、最新の文献には詳しく記載されておらず、かつ屋内環境中においては広く理解されていない。他の有機化合物もまた、ポリマー(カーペット、室内装飾品など)によるガス抜きの結果、または単純にクリーニング化合物の使用の結果、屋内の空気に見出される。空気中でオゾンに曝露された場合、特に活性な派生化合物を形成することが証明された有機化合物の一つのクラスはテルペン類であり、多くのクリーナーおよび空気清浄機に使用され、および多くのクリーニング製品の新鮮なマツまたはレモンの香りに関与する。テルペン類は時々医薬品の担体物質として採用される（一例としてメントール）。
【００６８】
さらに、マクロスケールの固体またはおそらく液体形態において、多くのこれらの化学反応は比較的ゆっくり進行する。しかし、しばしば高校および大学の化学研究室で示されているように、体積比に対する高い表面積は、二つの化合物の間の反応率を上昇させる。多くのエアロゾル化する汚染物質粒子が２０ｎｍの範囲にあり、粒子は、非常に大きな体積比に対する表面積を有し、その結果として迅速に反応が起こる。
【００６９】
治療用の薬物と環境汚染物質との間の好ましくない化学反応の危険性に関する特定の関心領域は、遺伝子治療を含むタンパク質およびペプチドの肺への供給である。Ｆ．Ｊ．ＫｅｌｌｙおよびＩ．Ｓ．Ｍｕｄｗａｙの総説「空気‐肺界面におけるタンパク質の酸化」Ａｍｉｎｏ  Ａｃｉｄｓ  （２００３）（参考文献として全体が本明細書に取り込まれる）で記述されているように、いくつかの望ましくない反応が、タンパク質と反応性の酸素、または オゾンまたは二酸化窒素などの窒素化合物種間で起こることが既知である。文献中でより詳細に説明されているように、反応性の酸素および窒素化合物種、ならびにそれらの二次脂質および糖酸化物はタンパク質相互作用して、タンパク質のポリペプチド骨格の酸化、ペプチド結合切断、タンパク質‐タンパク質架橋、およびアミノ酸側鎖の修飾の範囲などの反応を引き起こす。芳香族アミノ酸（チロシン、トリプトファン、フェニルアラニンなど）および脂肪族アミノ酸（アルギニン、リジン、プロリン、およびヒスチジンなど）の両方は反応性の酸素および/または窒素化合物種の標的になり、二つの硫黄含有アミノ酸システインおよびメチオニンは、特に酸化に感受性を示す。
【００７０】
有機および無機汚染物質の組み合わせによる化学反応、高い粒子数、オゾンの存在、および他の化合物によるオゾンの相互作用の結果としての不確実な派生物は、空気化学を予測することを難しくする。薬物自体の有効性に悪影響を与える数々の化合物の可能な形態により、またはおそらく健康に有害である化合物の創造をもたらす、適切に精製されなかった空気への医薬品の導入は、否定的な効果の見込みを増化させる。よって、精製した空気は本発明に開示する供給方法に好適である。
【００７１】
都市部で1立方メートルあたり１００億以上の粒子数および粒径２０ｎｍ以下の粒子を一定時間あたりで計測される環境の空気にあって、濾過に対して慎重な考慮が与えられなければならない。最も消費者的、職業的、および医療的に標準な濾過装置は、現在ＨＥＰＡグレード濾過（３００ｎｍでの効率は９９．９７％）であり、１立方メートル毎の空気を通る１億個以上の粒子をフィルターに掛けることを可能にする。
【００７２】
薬物で反応している未知の気中浮遊化学製品の高濃度から生じている有害な反応体への可能性をなくす効率での濾過を確実にするために、フィルター材および全体的なフィルター設計の両方ともに、慎重に選ばれなければならない。これらの効率が可能であるフィルター材（Ｌｙｄａｌｌ  Ｆｉｌｔａｔｉｏｎ‘ｓ  ６８５０グレードなど）は、容易に入手可能である。この技術は、部屋の掃除などの広範囲の設定にわたって使用されるが、本明細書中の記載などの、吸入可能な空気のより小さな適用での使用は、当業の範囲においてどこにも見られない。当然のことながら、この物質の主要な適用であるクリーンルーム、および迅速な屋内空気の変化が一般的である場所において、上記の高い効率のフィルター材は、高い流速を考慮して設計される。そのような高い流速の適用において、空気は、比較的高い速度でフィルター材を通過する。したがって、このような適用の汚染物質粒子は、比較的高い速度でフィルター材をたたく。粒子侵入率は、主に粒子（１／２ｍｖ２）の運動エネルギーに依存し、粒子侵入は速度に比例して増加している。この速度は、フィルター産業においては「前面風速」と定義される。図２２中のグラフは、上記に参照される材料などの、前面風速との効率の関係を例示する。
【００７３】
この情報に基づき、最大の濾過効率のための目標は、比較的低い前面風速で、上述のフィルター材を利用することである。所定の流速で、前面風速は、フィルター領域と逆比例している。よって、本発明の開示は、非常に低い粒子速度を確立するために、圧力低下条件を満足するために必要なものより広い領域を使用し、それによって薬物と精製した空気との混合に重要な非常に高い効率を提供する。同時に、既存の装置の流速と同じまたはそれ以上が達成される。
【００７４】
上記で示されるように、この範囲内でのフィルター効率および代表的なガラスマイクロファイバー技術（Ｌｙｄａｌｌ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ／Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、ＮＨ）社製のＵＬＰＡグレードのフィルターなど）は、前面風速が２ｃｍ／秒以下に低下する場合達成され、および全効率は、ほぼ１ｃｍ／秒に達すると実現する。本発明の開示の好ましい態様において、使用者への空気流速は、およそ３２０ｓｌｍである。屋内および戸外の粒子濃度が1立方メートルあたり１００億個を上回る場合、粒子と薬物の間で不必要な化学反応が起こらないことを確実とするために、フィルター効率は非常に高くなければならない。これは特に、高い面積あたりの表面比を有する、（１００ｎｍ以下などの）小さな粒子にとって重要である。上述の通り、粒子の化学組成は、場所、天気等の作用よって大いに変化する。したがって、これらの潜在的な反応物をほほ除去することは、最終的に供給される薬物（化合物）を確信するために重要である。上記で議論されたように、既存の呼吸装置は、３００ｎｍでほぼ９９．９７％の濾過効率を達成する。屋内の空気の粒子濃度が１立方メートルあたり約１００億個、および安静時における肺の吸気体積が約５リットルである場合、約９９．９７％の濾過は、存在する呼吸装置が一呼吸につき直径３００ｎｍに等しい約１５０００個以上の粒子の通過を可能にすること、および直径約２５ｎｍ以下の１５００００個以上の粒子の通過を可能にすること、およびこれらの高い粒子濃度と投与された薬物間の相互作用の結果である、安全でない化学反応物の環境を提供することができることを意味する。
【００７５】
本発明の開示のシステムは、供給される薬物（約９９．９９９６％の濾過など）の、化学組成中の高度な信頼を達成する。上記の好ましい態様では、フィルター領域は一般的に、このレベルの濾過のために約５００ｃｍ２を上回る。フィルター領域中の約２７００ｃｍ２から５４００ｃｍ２までの領域が利用することができ、それぞれ約９９．９９９９６％および約９９．９９９９９％のフィルター効率、および一呼吸あたりたった１００個の粒子の対応する通過をもたらす。別の態様において、（安静時の大人の呼吸の条件に適切な）約１６０ｓｌｍの流速では、９９．９９９６％の効率は、約２７００ｃｍ２より大きい領域で最大効率となる場合、約２５０ｃｍ２より小さいフィルター領域で実現することができる。さらに別の態様（図２１）において、空気袋２１００２ は、フィルターに掛けられた予備の空気を収納するために採用される。この態様において、大きな瞬間ピーク刺激速度（〜５００ｓｌｍ）は、より低い平均速度で起こる濾過によって補助することができる。メディカルポート２１００３およびホース２１００４を通して使用者へ供給された空気は、使用者の呼気の間に送風ユニット２１００１に貯蔵される。このように、送風ユニットに必要な大きさは最小化される。フィルターを通じた低い平均流速を維持することで、効率は最大化される。例えば、流速の平均が約５０ｓｌｍのとき、９９．９９９９９％の濾過は、約８３０ｃｍ２のフィルター領域で達成することができる。
【００７６】
空気中に存在する、およびその結果有機粒子状物質とオゾン間の反応を形成する粒子状物質の濾過は、重大な改良点である。しかしながら、分子レベルの物質としてのオゾンは、単純な機械濾過によっては除去されず、かつフィルターに掛けられた空気内に汚染物質として残る。よって、いくつかの態様においては、反応または触媒プロセスによって、有害でないまたはオゾンより反応性の少ない酸素分子または他の化合物に変換して除去するのが望ましい。オゾンを減じる または 除去する一つの容易に入手可能な方法は、活性炭フィルターの使用である。この方法は、活性炭によって提供される広い表面積に空気を通すことによってオゾンの吸収が達成される。活性炭材料はフィルター材中に注入することができ、または代わりに、粒状形態において、フィルター材の２つの層の間に保持される。しかしながら、活性炭フィルターの性能は、吸着した材料およびその結果としてのカーボンの表面上の化合物の積層によって、経時的に悪化する。フィルターは継続的に置き換えなければならない。よって好ましい態様は、オゾンの最終的にはＯ２への変換を補助する触媒を含む。ＭｎＯ２(γ‐ＭｎＯ２ およびβ‐ＭｎＯ２の両方)、ならびにパラジウムまたは酸化パラジウム、Ａｇ２Ｏ、または酸化アルミニウム および/または 酸化銅などの他の金属酸化物は、触媒として使用することができ、かつ気流と接する供給装置上の表面に被覆として適用できる。材料は、フィルターの繊維マトリックスへの触媒粒子の注入または付着のいずれかによって、フィルター材自体の中に組み込むこともできる。例示的な態様において、フィルターのグラスファイバー 化学構造中に、触媒は組み込まれる。
【００７７】
ＭｎＯ２触媒を使用する別の利点は、関連する化学が、他の主要な空気汚染物質であるSO2の除去にも有用であるからである。別の一般的な汚染物質であるＮＯ２は、異なる化学および反応を進行させるいくばくかのエネルギー入力を用いて触媒される。一つの例は、ＴｉＯ２の発光表面に曝露された場合の、酸素の窒素の光触媒である。したがって、本発明の開示の方法およびシステムのさらなる態様は、オゾン、ＳＯ２、および ＮＯ２の一つ以上を効果的に除去した精製した空気を用いることを含む。
【００７８】
本発明の開示は、さらに薬物または薬剤を気流内に供給することにより、通常の呼吸を通した薬物を供給する方法およびシステムを提供する。これは、アルブテロール吸入器および他の類似の装置とは対照的に、いくつかの追加の努力および装置の操作による使用者の呼吸サイクルの調整を必要とする。一般的に、薬物は患者に固体、顆粒、または粉末形態で提供され、かつ錠剤またはカプセルで投与され、または薬物は液体形態で提供され、かつ経口服用され（咳止めシロップなど）、または筋肉組織内に注射され、または静脈内注射される。他の薬物も同様に、皮膚を通じたに吸収依存するパッチなどのように、遅延または徐放機構に依存する。経口、注射、静注、および経皮による供給方法は全て、重大な欠点を有する。薬物は消化システムの化学で正しく反応しなければならない必要性により、薬物の経口供給の重大な障害は克服されなければならない。さらに、いったん消化によって吸収されると、血流への流入のまた別の障害は、肝臓中での代謝の初回通過である。注射および静注による供給の明白な欠点は、侵襲的および本質的に痛みを伴う方法であって、感染のリスク、および針の挿入による心理的な影響があることである。ニコチンのような容易に吸収されるいくつかの薬物には、経皮供給は穏やかに効果的であるが、ほとんどの薬物の供給にとって効果的な方法ではない。
【００７９】
薬物の肺への供給は、これらの問題をすべて回避する。このルートによる薬物の供給は、消化器官化学および肝臓を経由する肺で吸収される薬物の問題の影響を受けないため、経口供給された薬物のような初回通過代謝の影響を受けない。肺の供給は非侵襲的で、針または外科処置を必要としない。定められた広い表面積および繊細な性質の肺の粘膜により、肺への供給は、迅速かつ効率的に、血流に医薬を与える方法であることが、医療の現場ではよく知られている。
【００８０】
本発明の開示のシステムの別の態様は、フィルターに掛けられ、かつ薬剤を加えた、使用者に供給される空気の圧力および流速パラメータを正確にモニターするの能力である。既存の装置は、一般的に、いくつかの容器に薬剤を加えたエアロゾルを供給する定動力源、または使用者自身の努力によって空気を吸い込まなければならないキャニスタを通じての供給のいずれか、もしくは、供給に使用者の行動を必要とする（アルブテロールキャニスタは吸入との連携で押圧されなければならないなど）アルブテロール吸入器などのシステムに依存する。対照的に、本発明の開示の態様は能動的にモニターし、かつ使用者の呼吸サイクル応答するために、最新技術の電子センサーおよびプロセッサを採用する。Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｏｆ  Ｍｉｌｉｐｉｔａｓ（ＣＡ）社製のＳＭ５６００シリーズのセンサーなどの数々の固体状態圧力振動子が、メディカルポート内の圧力状態をモニターするために使用される。センサーからのデータは、センサーからのデータコレクションを格納する搭載されたマイクロプロセッサによって、即時応答でモニターされる。このデータ解析を通じて、プロセッサは、およそ１または２分分の価値のデータに基づき、使用者のベースライン呼吸のパラメータを規定または「学習」することができる。いったんベースラインパラメーターが設定されると、プロセッサは使用者独自の要求および呼吸パターンに適切に反応しうる。一つの例として、プロセッサは、開始時からの特定の迅速なまたは深い（大量の）呼吸サイクルを検出するために、圧力値を観測しうる。このように、プロセッサは、使用者に最も深くおよび効果的に吸入されるための、正確に制御された量の医薬を気流中に正確な時間に注入するためのポートをもたらす。別の場合において、プロセッサに制御されたメディカルポートは、代わりの吸入の間のみ、薬物を投与しうる。プロセッサは、パーソナルコンピューター用のインクジェットプリンターがインクジェットカートリッジからデータを受け取る方法と同様の方法で、「賢明な」薬物カートリッジから入力を受け取ることができる。このデータは、薬物の供給および医者または薬剤師によって決定された患者の最適パラメータに関して、プロセッサに指示するのに使用しうる。このようなデータは、投与量の情報、使用者の呼吸サイクルへの適切なタイミングでの投与量等を含みうる。一態様において、メディカルポートは、装置に接続されて使用者の疾患のフィードバックを供給するデータポートを有する。一つの例として、血中酸素の飽和モニターは、使用者の血中酸素含有量および薬物への適切な応答をモニターするために使用される。
【００８１】
明らかに、薬剤を加えた空気は、必要とする場合、正確な混合および連続的な様式で供給することができる。さらに別の独自の適用としては、現在定期的なボーラス投与（吸入器によるアルブテロールの供給など）として供給される、緩慢かつ正確な医薬の供給のためである。アルブテロールなどの、緩慢で、漸進的な医薬の供給は、突然の注入が原因の副作用（アルブテロール吸入器および噴霧器に付随する「いらいら」など）なしで、患者がより適切な投与量を受け取ることを可能にする。既存の装置は、吸入された薬物が正確におよび当の薬物が適切にかつ呼吸サイクルの間の正確な時間に供給する能力も提示しない。本発明の開示は、特に肺である患者の呼吸器系への薬物の投与を可能にし、かつ、さらに呼吸サイクルをモニターすることおよび薬物が投与されるタイミングを制御することで、最適化される薬物の有効性を可能にする、方法およびシステムを提供する。精製した空気流および正圧環境で薬物を提供することにより、本発明の開示システムおよび方法は、子供または老人などの、呼吸強度が制限された、および呼吸調整が制限された人々に効果的に薬剤を与えることも容易にする。
【００８２】
さらに望ましくない汚染物質を除去するために、および効果的に薬物を供給するために、本発明の開示は、使用者に供給される空気の温度および湿度の制御を可能にすることにより、疾患に最も効果的な薬物の供給および使用者の快適さを保証する。これは、Ａｍｅｒｉｃａ  Ｈｕｍｉｒｅｌ  Ｉｎｃ．（Ｃｈａｎｄｌｅｒ、ＡＺ）から現在入手可能であるＨＴＳ２０３０ＳＭＤなどの、温度および比較湿度センサーから作られたデータを用いた制御装置によって達成される。湿度を加える、または湿度を除去する、もしくは気流の温度の上昇／下降が必要である場合に、制御装置は、センサーの出力を決定するためにモニターする。その後制御装置は、適切な調節を開始することができる。温度は、温度を調節するために、熱電気冷却器／加熱器 または電気抵抗加熱器を用いて上昇または下降することができる。湿度を加えるために、空気流への水蒸気の注入を開始することもできる。湿度は、補助のコンデンサまたは除湿機としての乾燥剤を用いて減少させることもできる。
【００８３】
一態様は、本明細書中にその全体が参考文献として組み込まれる、図２Ａおよび２Ｂに示されている、米国特許出願第１１／５３３５２９号の記載と類似の活性型のフェースマスクを使用する。気流を生産するために、システムはエアムーバーを使用する。図２Ａの前面図および図２Ｂの側面図に示されているように、システムはプレフィルター２４０４に覆われた遠心送風機２４０２を有する空気供給筐体２４００を含む。プレフィルター２４０４は、多くの大きな粒子を吸い込む送風機２４０２に妨害される。送風機２４０２からの空気は、バッテリーパック２４１２の上に乗せられたまたは隣接する、筐体壁メイン粒子フィルター２４１０を通じて、放射状に外の方に放出され、かつ流れる。空気は、フェースマスク２４２２が供給ホース２４２４によって接続されている、排気口ポート２４２０から出て行く。使用を容易にするために、送風機、フィルター、および電源を有する筐体は、「ファニーパック（Ｆａｎｎｙ  ｐａｃｋ）」様式中に、使用者にベルト２４３０の様式で付随させることができる。上記の要素に加えて、 図２に示す態様は、この例においては一般的に喘息罹患者にアルブテロールを投与するのに使用されるエアロゾルキャニスタである、薬物２４４２を添加するためのメディカルアクセスポート２４４０を含む。
【００８４】
メディカルアクセスポート２４４０は、メディポート２４４０としても参照される。メディポート２４４０は、空気吸気口２４５２および空気排気口２４５４を有するホースアダプター筐体２４５０を含む。一態様において、それぞれの空気吸気口２４５２および空気排気口２４５４は、シールアレンジメントを提供することができる。一態様において、シールは、より信頼できるシーリングを提供するための３つの並行環状隆起を有するガスケットである。この態様に示されているように、メディポート２４４０はホース２４２４に接続されている。よって、ホース２４２４の部分は、空気吸気口および空気排気口２４５２、２４５４の両方に接続される。他の態様において、以下で述べるように、メディポートはホース２４２４の吸気口末端または排気口末端のいずれかに接続される。使用者自身が何をしているかを容易に見ることができる場合、使用の容易さはホースの吸気口末端でのメディポートの使用を好む一方で、特に噴霧する医薬の場合、メディポートが可能であればマスクに近いことが一般的に好ましい。これは、ホース壁に沿った医薬の凝縮を回避し、かつ、パイプの劣化またはパイプから気流への望ましくないポリマーの浸出を引き起こしうる、任意のパイプ材料との化学反応も最小化する。特に図３の態様において、（アダプター筺体としても参照される）一つはマスク２４２２に接続されるホースの下流末端、および一つは筐体２４００に接続されるホースの上流末端である、２つのホースアダプターが示されている。
【００８５】
図３の態様において、２つのホースアダプターはそれぞれ参照番号３５００および３５０２で示される。メディポート３５１０、３５１２の両方は共に、混合チャンバー３５２０、３５２２の一部分も示す。図３の態様で明らかなように、アダプター筐体３５００、３５０２および少なくとも混合チャンバー３５２０、３５２２の部分は、システムに接続される。使用していない場合、使用されていないアダプター筐体３５００、３５０２および使用されていない混合チャンバー部分３５２０、３５２２は、混合チャンバー部分３５２０、３５２２の吸気口末端上にシーリングキャップを設置することでキャップすることができる。このようなシーリングキャップは図６および７に示されている。一態様において、メディポート３５１０、３５１２などのメディポートは、ホースおよびマスクまたは空気供給筐体２４００に開放可能に接続される。メディポートが正しく接続されているかどうかを保障するため、図３に示されているように、一方の末端はメスコネクタを、および他の末端はオスコネクタを有することができる。
【００８６】
以下の説明によって明らかになるが、メディポートは、薬物を気化したまたは噴霧する形態でエアムーバー２４０２によって作り出された気流内に添加する装置として作用する。この薬物は次に、ホース２４２４を通したまたは使用者への薬物の投与により、使用者に輸送される。この目的に使用されるマスクは、好ましくは、正確な圧力および空気流測定およびそれによる投薬量の制御を可能にする、フィットしたマスクである。またいくつかの態様は、望ましくない圧力の損失であるマスクおよび指示器（視覚式または可聴式）内の正圧の損失を検出するために、マスク内またはホース内もしくはシステム内のほかの部分に、圧力センサーを含むことができる。図２の態様において、視覚警報器２７００および可聴警報器２７０２の両方は、筐体２４００上に提供される。事実、このようなマスクは、医薬の投与に使用されない、汚染されたエリア内においても使用されうる。図２のシステムは、送風機２４０２のオンおよびオフを切り替えるためのオン／オフスイッチ、ならびにいったん警報機が始動した場合にシステムをリセットするリセットボタンも含む。当然のことながら、開始の間、警報システムは警報が始動するのを避けるため時間差を通して制御され、システムは引き続きマスク中に必要な圧力を増加させる工程中である。薬物の過剰な損失を避けることを別とすれば、フィットしたマスクの使用は、マスクの表面に沿った、マスク内への汚染された空気の進入に対する追加の保護手段（マスク内の正圧によって提供される保護手段に加えて）も提供する。
【００８７】
上記のように、メディポートは、ホースアダプターおよび混合チャンバーの、２つの部分を含む。図４は、ホースアダプター４０５０と一体化して形成された、混合チャンバー４０００の一態様を示す。この態様のチャンバー４０００は、図１に示されているキャニスタなどのキャニスタの外壁、または下記でより詳細に述べられるボトルを噛み合わせる、よりよいシーリングのための例示的なシール４００２を提供する。チャンバー４０００は、チャンバー４０００内に押し込まれた場合に隣接するキャニスタまたはボトルの前面である、内部栓または壁４００４も含む。よって、当然のことながら、いったんキャニスタまたはボトルが栓または壁４００４と固く噛み合うと、チャンバー４０００によって決定される内部空気スペース４０２０は、壁４００４と電気作動バルブ４００６との間のスペースである。操作の間、任意の気化したまたは噴霧する薬物は、したがって壁４００４と バルブ４００６との間の内部スペース内で、充填かつ空気と混合される。
【００８８】
さらなる柔軟性のために、本発明で開示する装置の複数の態様は、異なる大きさのボトルまたはキャニスタを適応させるための、アダプター５０００も含む。特に、アダプター５０００は、大きなボトルおよびキャニスタのための、広い流入開口部を含む。広い開口部は、ライン５００２を通じた任意の大きなボトルを制限する、三連バルブ５００４および端栓５００６を含む。アダプターは小さいボトルおよびキャニスタ用の第二の狭い流入開口部も含み、狭い開口部は、小さいキャニスタまたはボトルの外面を噛み合わせるためのシール５０１４を有する。この場合、端栓５０１６は、ライン５０１０のボトルまたはキャニスタを止める。当然のことながらアダプターが使用される場合、ボトルまたはキャニスタより、アダプターが混合チャンバー４０００内に滑り込む。よって、大きなボトルがアダプター内に挿入された場合、内部の空気スペースは、壁４００４とバルブ４００６（文字Ａで示される）との間の混合チャンバースペース、ならびに図５中の気腔ＢおよびＣの両方で定義される。小さなボトルまたはキャニスタがアダプター５０００内に挿入された場合、キャニスタまたはフラスコはスペースCに適合し、薬物が空気と混合するのを許容するための内部の空気スペースとしての領域ＡおよびBから離れる。
【００８９】
当然のことながら、他の混合チャンバーおよびアダプターのための構成は、本発明の開示の範囲から逸脱することなく、考案することができる。
【００９０】
エアロゾルは、一般的に上記で述べた方法で、混合チャンバーと噛み合うアルブテロールキャニスタなどの、キャニスタの形式で一般的に提供される。キャニスタを内側へ押すことで、ノズルはピン４０２０などのチャンバー内のピン、またはピン５０２０などのアダプター内のピン上に影響を与える、パフまたはボーラス投与の形式での医薬の投与量はチャンバー内に分配される。
【００９１】
錠剤形式の固体は混合チャンバーまたはアダプター内に設置され、その一態様は図６に示されている。図６のアダプターは、錠剤を受け取るための窪み６０００、およびいったん錠剤がチャンバー内に蓄積されると、チャンバーを閉じるために二重シール６００４と噛み合う末端キャップ６００２を含む。図６に示されているように、活性気化方法の形式で、加熱プレート６０１０はこの態様において提供される。プレート６０１０は、２つの化学物質が発熱的に反応することによって加熱する、または化学加熱プレートで実行する、電気的加熱要素のいずれかを含みうる。化学物質の使用の一態様において、当然のことながら、化学物質は任意の大気汚染を避けるために、混合チャンバーの外側に残存しているのが望ましい。固体の薬物をガス状の形態に変換する他の方法は、開示された方法および薬物供給呼吸装置内のものを意図する。方法の例として、活性な固体をガスの形態に変換するため熱を加える一つの他の方法は、Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚ等の米国特許第７０７０７６６号中に記載されている（本明細書中に参考文献として組み込まれる)。米国特許第７０７０７６６号は、薬物、偏頭痛または痛みを除く薬物は、迅速な相転位を引き起こすために箔を破裂かつ加熱するための下部の反応物質と共にステンレススチール箔上に被覆される、固体のガスへの変換の一つの方法を記載している。本明細書で開示する方法は、可視光、ＵＶ、ＩＲ光などのエネルギー源を用いた、またはピエゾ結晶の超音波表面を用いた、これらのおよび他の、活性的な気化の方法を含む。
【００９２】
図７は、低い窪み７００２と補助の加熱パッド７００４を有するアダプター７０００を示す。末端キャップ７００６は二重シール７００８と再度噛み合う。当然のことながら、窪みは、気化するための、加熱パッドの一面に液体を保持する役割をする。液体をチャンバー内に投与するために、ピペットまたは類似のディスペンサーを使用することができる。当然のことながら正確な投与量の薬物を供給するために、チャンバー内に分配された液体の量を正確に測定されなければならない。好ましい態様において、流出を避けるために、正確な量の液体を供給することがきるボトルは、適切なボトルのノズルの適合と共に、チャンバーまたは図５に示されているアダプターなどのアダプターに固定される。１滴単位での正確性で投与量を供給、かつボトル中のそれぞれの液滴が利用されるのを保障する損失を避ける、このようなボトルの一つは、Ｖｏｌｌｒａｔｈ等の米国特許第６３８６３９４号に記載されている（全体が参考文献として本明細書中に含まれる）投与ボトルである。正確な投与量の薬物は、次に単純にボトルの充填およびその圧縮によってチャンバー内に供給される。別の液体供給の形態において、特に電子制御機構を使用して自動化される供給の場合、開示された装置はインクジェットプリンター技術を採用することもできる。図６および７は、適応させる２つの異なる型の薬物のためのアダプターの態様を示す一方で、当然のことながらアダプター、窪み６０００、７００２などの変更も混合チャンバー内で行うことができる。
【００９３】
さらに、図７の態様は上記の液体の使用である一方で、図７の態様の別のバリエーションは、タバコ産物またはニコチンの使用を意図する、制限された領域内での喫煙または制御されるべきガス状の薬物（個の場合、タバコの煙または単純にニコチン）を可能にすることで、徐々に喫煙者の喫煙癖を引き離すことを可能にする。好ましい態様において、化学物質ニコチンは、使用者が有線または無線ボタンを押すことで、もしくは圧力センサーで測定することによる深い呼吸サイクルの間または継続的に、高度に希釈された形態で気流に直接加えられる。吸気口開口部７０１０は、タバコを受け取るのに適合することができ、混合チャンバーは、タバコに適応させるのに十分な長さでなければならないと理解される。また、このような態様においては、加熱パッドは必要ない。一方でタバコ産物またはニコチンは、窪んだ面７００２上に、および加熱パッドを加熱することによって蓄積することができる。全てのこれらの使用において、潜在的に攻撃的な物質が使用者によって排気された場合、フィルター２４１０に類似した粒子フィルターは、フェースマスクからの空気排気口にて提供することができる。タールなどの有害な産物を含むタバコ産物について装置を使用する限りにおいて、好ましい態様は、使用者を保護するためだけでなく、マスクの壁上の粒子蓄積イオンを制限するための、かつ装置の任意の空気ホースに使用される高品質粒子フィルターでありうる、アダプター筐体中のフィルターを含む。
【００９４】
一態様は、所定の場所で薬物と共に販売されている、取り外し可能な、使い捨て可能なアダプターを意図しており、よってアダプターへの吸気口開口部の必要がなくなる。このような態様は、アダプター一つにつき一回投与量のみを提供するだろう。
【００９５】
上記の態様は、外見上は横方向に伸長した混合チャンバーおよびチャンバーアダプターの全てを示すが、本発明の開示は制限されない。一態様は、図１２に示されている、垂直に載せられたチャンバーアダプターを使用する。一態様は、図１３に示されている、吸気口の上方に面しているチャンバーアダプターを使用する。当然のことながら、混合チャンバーは、代わりに、図１４に示されている上方に面している吸気口を有することができる。このような態様は、重力を利用して、薬物をチャンバー内に注入することを容易にすることができる。
【００９６】
ボトルまたはキャニスタを受けるのに好適なアダプターのさらに別のバリエーションは、図１０に示されている。この態様において、アダプター１００００は、図９に示されている混合チャンバー９００２の外面に噛み合わせるために、排気口末端１０００３の内面上シール１０００２に有する。図が三連シールを示す一方で、他の多くのシールが採用される。吸気口末端１０００５は、ボトルのキャニスタが存在しない場合、末端キャップ１００１２噛み合わせる、外側のシール１００１０を含み、かつボトルまたはキャニスタの外面を噛み合わせるための内部シール１００１４を有する。この態様のアダプター１００００は、ボトルまたはキャニスタとおよび混合チャンバーの壁９０２０とも噛み合う隣接する表面としての役割をする、端栓または壁１０００４を含む。よって当然のことながら、この態様における内部の空気スペース はチャンバー９００２のみによって定義され、アダプターによっては定義されない。
【００９７】
上記で述べたように、噴霧形態でもエアロゾル形態でもない液体または固体薬物の場合、気化 ステップが起こらなければならない。薬物を能動的に加熱することなどの、 薬物にエネルギーを提供することにより、気化は達成することができる。加熱の代わりに、薬物を気化するための他の形態のエネルギーを提供することができる。例えば、物理的な攪拌または超音波攪拌の使用は、図８に示されている攪拌器８０１０として使用することができる。
【００９８】
代わりに、薬物は、受動的な気化などの、外部介入なしに容易に気化するこのような性質を有する薬物であり得る。
【００９９】
上記の考察は、気流中での輸送または別の続く気化を必要とする形態での投与に好適な、エアロゾルまたは噴霧形態での、混合チャンバーへ内への薬物の投与に焦点を当てる。別の重要な態様は、エアロゾル、噴霧、または気化した薬物の気流内への注入を含む。これは、制御された方法で混合チャンバーからアダプター筐体内２４５０、３５００、３５０２、４０５０へ薬物を移動することを含む。
【０１００】
混合チャンバーからホースアダプターの気流内への、任意の好適な薬物の移動の方法が使用することができる。一態様において、混合チャンバー８０００内での気化、噴霧、またはエアロゾルは、図８に示されている曲がりパイプ８００２を用いたベンチュリ効果を引き起こすことによって出て行く。空気流はパイプ８００２の周りを回り、したがって速度が上がり、低圧力地帯をパイプの開口部８００４において形成する。これはチャンバー８０００外の物質を汲み出す。
【０１０１】
チャンバーから物質を押し出すまたは排除するためにベンチュリ効果を使用する別の態様は、図９に示されている。ここで、涙型または翼型の出入り制御承知９０００はこの態様において、排気口からチャンバー９００２まで形成される。吸気口開口部またはチャンネルは、混合チャンバーに入ってくる新鮮な空気のための空気取り入れ口の役割をするため、メディカルポートに提供される。
【０１０２】
チャンバーから物質を吸いだすためのベンチュリ装置の代わりに、またはベンチュリ装置に加えて、気流は、物質を押し出すためにチャンバー内に向かうことができる。図９に示されている態様は、事実、下の出入り制御装置９０００の下端に定義される吸気口チャンネル９０１０での、このような押し出し行為も含む。
【０１０３】
さらに別の態様において、混合チャンバーは、システム中の高圧力領域からのチャンバーに続く外部動力源のパイプなどによって加圧される。このチャンバー内の増加した空気の圧力は、チャンバーとホースアダプター間のバルブが開放されていても、薬剤を加えた空気をチャンバーから押し出す役割をする。
【０１０４】
上記の態様は、チャンバー外およびホースアダプター内に物質を移動する、低圧力または気流に依存する一方で、別の態様は、物理的推進機構の形式で、図１１に示されているピストン１１０００を使用する。ピストンは使用者によって手動で推進することができ、もしくは、またはチャンバー内の全ての薬剤を加えた空気をチャンバーから追い出すまで、徐々に内側にピストンを動かす、モーターおよびばね機構と組み合わせることができる。この態様において、ピストン１１０００を引っ張ってばねを元通りに圧縮することを可能にする、らせん状ばね１１００２および棒１１００４が提供される。棒１１００４がいったん解放されると、ばね１１００２の張力はピストンをチャンバー１１０１０に動かし、電気バルブ１１０２０を通じてホースアダプター１１０３０内に薬物が充填された空気を追い出す。
【０１０５】
図１２および１３はアダプターの異なる態様を示し、一方で図１４は、全ては重力送りを容易にするためのボトルの垂直取り付けを提供する、混合チャンバーの一態様を示す。
【０１０６】
混合チャンバーからホースアダプター内への空気の排出を制御するために、図４中の電気バルブ４００６、および図１１中のバルブ１１０２０などのバルブ機構が提供される。電気作動バルブ４００６の場合、当業の範囲で知られている電気バルブが使用される。バルブ１１０２０の場合、カメラなどに見られる電気機械的シャッター機構が使用される。バルブまたはシャッターを通じて空気流を制御するために、開口部または穴は制御することができる。あるいは、開口部または穴を常に維持すること、および単純に開口部の大きさの変化の代わりに、バルブまたはシャッターは、空気流中に少量の薬物を放出するために、断続的に開閉することができる。
【０１０７】
制御された方法の一態様は、毎回使用者が吸入するいくつかの薬物の放出を含む。一態様において、制御装置は吸気および呼気をモニターし、かつ毎２回または毎３回の吸入、または薬物が投与されていない場合、２回続けて吸入した後続いて３回吸入するなどのいくつかのシリーズにおいて薬物を放出する。パターンまたは連続性は、薬物の性質に依存して変化しうる。さらに、空気圧または空気流は、患者がどれだけ深く呼吸するかに依存する、穴のサイズの変化または開放している時間の量を考慮しうる。また、一態様において、ボタン、瞬間スイッチ、または制御装置に信号を送るいくつかの他の装置は、次の吸入サイクルなどの、いくつかの将来の事象で供給される薬物の、使用者の要望を指示する為に採用される。このように、時限供給の利益が保証されている限り、薬物は患者にとって好ましく、定期的に供給することができる。別の態様において、薬物は断続的な方法より、連続的な方法で提供することができる。
【０１０８】
上記で述べたように、システムは空気流速を使用者に示すセンサーを含み、センサーからの出力は、投与量パラメータを計算するために制御装置に使用される。本出願中の空気流は、多くの方法によって測定し得る。空気流は、ポートを通じて流れている気流との接触に設置した熱線風速計、力学的流速計、または空気流量センサーを用いて直接測定し得る。好ましくは、流速検出は圧力センサーを用いて直接行われる。これらのセンサーは、ポート中のベンチュリ構造の両側からの気流への進入について設置されているパイロットチューブ、または任意の数のセンサー（３など）に使用することができる。センサーで測定された圧力に基づく制御装置は、次にベンチュリ全域圧力差をモニターすること、およびこの情報に基づいたフローの計算をすることができる。複数のセンサーの使用は、制御装置によるデータの平均化を可能にし、かつポート機能の制御の基礎となる正確なデータセットを得るために、乱気流による個々のセンサーの偶発的な誤った読み込みなどを省略することができる。さらに、少なくとも一つの圧力センサーが大気圧を測定するために含まれている場合、制御装置は、着用者の呼吸が負の圧力を引き起こし、送風ユニットが不適切な動作を表示するのを決定するために、メディカルポート、ホース、およびマスク内の圧力をモニターすることができる。一態様において、エアムーバーへの力を制御することで空気の流速または圧力を制御する制御装置は、薬物を制御された方法で放出するための、シャッターまたはバルブを制御するためのアルゴリズムを含み得る。
【０１０９】
圧力センサーまたはフローセンサーは、アダプター筐体に載せることができ、かつアダプター筐体またはチューブ内の、配線を筐体外へと通す任意の孔はシーリングされる。これは、アダプター筐体を埋め込むことで達成しうる。一態様において、アダプター筐体内のすべてのセンサーおよびモニターは、筐体の内面上にクリップを用いてスナップされるプリント回路基板上に載せられる。気流に曝露される電子機器を避けるために、絶縁保護コーティングが部品と共に回路基板上に提供される。制御装置は、回路基板上に載せることができる一方で、センサーおよびモニターは別の態様において、外部回路カード上に、またはエアムーバー筐体内に接続されたモニターである。インスリンが肺に投与される一態様において、本発明の開示の装置は、検出された使用者の血中の血糖レベルに基づき投与するための、必要量のインスリンを自動的に計算する、インスリンモニターから制御装置へのフィードバックループを提供する。
【０１１０】
制御装置回路基板上に載せられた態様において、メディポート外の配線は、時計電池などの、回路基板上の分離した電源を提供することにより、互いに省くことができる。
【０１１１】
メディカルポートへの電源は、配電網への接続が可能でないまたは容易でない領域での使用のために、太陽光電池、小さな風力発電、または 燃料電池などのエネルギー源によっても提供することができる。
【０１１２】
使用者への正確な量の薬物の供給を保障するために、薬物の量、または混合チャンバー内に入った化学物質、およびポート外への（気流内への）空気流速を制御することは重要である。これら両方の値は既知である場合、次に混合比および供給比を決定および制御することができる。システムは、固定量の薬物を混合チャンバーに供給することができ、かつそれによって適切な時期および適切な時間にわたってこの混合物をチャンバーから吸い込むことを可能にし、または混合チャンバーへ連続的なプロセスで薬物を供給し得る。
【０１１３】
いったんチャンバー内の薬物が気流内に移動すると、ホース２４２４（図２）またはホース１１０５０（図１１）によって、図２のマスク２４２２などのマスクに運ばれる。
【０１１４】
内部ライナーを含むホースの態様において、ホースは気流内にポリマーを浸出しない材料で出来ていおり、他の場合であれば、 特にいくつかの医薬の類である。さらに、複数の態様において、ホースは、薬物の曝露による化学分解を妨げる、または減じる材料で出来ているか、または材料で裏打ちされている。また別の態様において、時々置き換えられるのを可能にするために、ホースは取り外し可能に接続される。これは、対処すべき分解およびホース内面上への薬物残渣の蓄積の問題を可能にする。
【０１１５】
上記で述べた態様は、シャッターまたは混合チャンバーとアダプター筐体との間の電気的に制御されたバルブを使用する一方で、別の態様は混合チャンバー内に載せられたシャッターまたはバルブを提供する。このような態様は、図１５に示されており、プリント回路基板（ＰＣＢ）１６００２によって分割された２つの部分１６０１０、１６０１２である、混合チャンバー１６０００を含む。ＰＣＢ１６００２は、一つはシャッターまたはバルブ１６００４による上の部分１６０１０と下の部分１６０１２との間、および一つはアダプター筐体１６０２０から上の部分１６０１０のチャンネル１６０２２を通して空気流を導く、２つの空気流経路を提供する。後者の空気流経路は、ＰＣＢ１６００２内に、単純な孔またはスペーサー１６０２４を含む。あるいは、バルブ１６００４は、混合チャンバーの排気口よりも、混合チャンバーへの吸気口１６０２４を制御するために、下の筐体から上の筐体への吸気口の孔に位置することが出来る。ボトルまたはキャニスタ１６０３０は、垂直方向延長支持体１６０３２に収容される。一態様において、垂直方向延長支持体１６０３２は、子供サイズのマスク用などの、小さな形状であることができ、このような大き目の、大人サイズのキャニスタ１６０３０などは、小さなサポート１６０３０には適合できない。このように、子供または若年の患者の、薬物の過剰投与を避けることができる。
【０１１６】
キャニスタの場合、上の部分１６０１０内に追い出す、薬物のボーラス投与を可能にするために、ピン１６０３４はノズル上に影響を与える。ボトルまたは他の液体ディスペンサーから分配された液体の場合、加熱パッドまたはピエゾ板１３０３６が液体を気化する。孔１６０２４を通して入る空気によって作り出された、上の部分１６０１０の空気圧は、バルブ１６００４が開放されていても、空気を下の部分１６０１２へと強要する。
【０１１７】
アダプター筐体１６０２０の吸気口において湾曲した表面１６０４２、１６０４４により発生したベンチュリ効果によって、薬物は、アダプター筐体１６０２０のチャンネル１６０４０に吸い込まれる。この態様において、ベンチュリ領域１６０４２、１６０４４へ空気をバイパスすること、および薬剤を加えた空気を使用者に強要しないことを可能にするために、アダプター筐体１６０２０は、薬物運搬チャンネル１６０４０および薬剤を加えていない気流チャンネル１６０４８に分岐される。
【０１１８】
図１６に例示する一態様において、メディポート、アダプター筐体１６０２０は分岐しておらず、かつ一つのチャンネル１６０４０のみを含む。よって、薬剤を加えた空気および薬剤を加えていない空気は、それらがバイパスするベンチュリ領域１６０４２、１６０４４で混合する。
【０１１９】
この分岐したアダプター筐体は、図１７および１８で例示する態様に関して、さらに例示する。図１７および１８は、フェースマスク１７０００、１８０００に延びた、分岐したチャンネル１６０４０、１６０４８を示す。フェースマスク１７００の場合、マウスピース１７０１０は、不慮の嚥下または窒息の危険性を避けるために、この態様においては固定的にマスクに取り付けられた、薬物運搬チャンネル１６０４０に延びる。他の態様において、いくつかの量を使用後捨てること、および新しいマウスピースまたはカニューレに置き換えることを可能にするために、マウスピースまたはカニューレは、解放可能なように取り付けられる。マウスピースの追加は、全ての薬剤を加えた空気が使用者の口に到達し、少ない薬物損失およびより正確な投与量につながることを保証する。当然のことながらこの態様は、薬物が好ましくは口から吸入される場合の適用に好適である。図１８の態様において、チャンネル１６０４０は、カニューレ１８０１０の形式でノーズピースまで延びる。使用者が供給を鼻腔間で行うか、または両方の鼻腔から同時に行うかを交互に行うことを可能にするように、カニューレは、一つの鼻腔に合うように設計しうる。この態様は、鼻を通じて吸入される薬物に好ましく、ならびにより正確な投与、および単純な充填マスクより良好な供給を、再度提供する。また別の態様において、鼻または口吸入が重要な問題ではない場合、マウスピース１７０１０およびカニューレ１８０１０を含む必要はない。薬物の代わりは、単純にマスクへの供給である。好ましくは、マスクの側面を通じた、使用者顔とマスク表面間の薬物の損失を最小限にするように、マスクは合わせる。任意の薬物からの廃物を除去するために、メディポートは、メディポートの内部への容易な侵入を提供するための末端キャップ１６０５０を提供する。
【０１２０】
上記で述べたように、薬物の混合チャンバー内への投与または気流内への供給は、メディポート内の回路基板上の制御装置または送風機 筐体内に載せられた制御装置によって、制御されうる。複数の態様において、薬物容器は、工場で事前に定義されたパラメータのセットなど、または薬局による特定の薬物、薬物濃度、投与装置の型、使用者の年齢または投与量、および任意の他の関連性のある特定の使用による投与のためのパラメータに適合するために、付属された、あらかじめプログラムを組み込まれたメモリースティックを有する。プログラミングは、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）などの無線インターフェースを使用することによって達成することができる。当然のことながら、制御装置は、圧力差、流速、経時的な吸入空気の体積などの、即時応答のデータも収集する。メディポートにおける所望の投薬量レベルを維持するための薬物の供給を調整するために、制御装置はこのデータを利用できる。送風機筐体内に載せられた制御装置からメディポートへの伝達は、有線または無線を通して行いうる。
【０１２１】
さらに図１９に例示するように、薬物の投与を開始または停止するために、または投与量レベルを変更するために、または頻度に基づきアルゴリズムをあらかじめ決定するために、メディカルポート内または送風機内のいずれかの制御装置は、血圧、心拍数、血中酸素飽和度、または血中グルコースセンサー１９００１など（有線または無線のいずれか）から入力を得ることができる。メディカルポート１９００３それ自体は、有線を通して、または無線トランスミッター１９００２を通じてメディカルポートに近接した他の装置へ、データを提供し得る。このように、これらの装置およびメディカルポート１９００３と通信１９００５しているローカルコンピューターモニター１９００４などの即時応答でモニターすることができる血圧、血中酸素飽和度レベル、心拍数、血中グルコースレベル、呼吸数、呼吸量などのデータを含むが、これらに限定されない。さらにセンサーおよびメディカルポートと通信する局所モニター１９００４は、ローカルエリアネットワークまたは無線ルーター１９００６などの、有線または無線でネットワークに接続することができる。同様の方法で、センサーおよびメディカルポートは、ローカルマシーンとしての同じローカルエリアネットワークまたはルーターと有線または無線で接続することができるため、全てのデータはローカルマシーンおよびネットワークの両方から入手可能である。この方法では、看護士または医師などのヘルスケアの専門家が、患者の状態を遠隔的にモニターすること、およびメディカルポートに遠隔地から患者への空気流投与量、供給の頻度、温度、湿度、などの変更を、患者を即時応答のモニターをしながらもたらすことの両方を可能にする。当然のことながら、患者はこの態様を実現するのにおいて病院の設備必要とせず、およびこの可能性は家庭内でのヘルスケアの設定において功を奏する。上記の考察においては、無線インターフェースプロトコルはブルートゥース、ジグビー、または８０２．１標準のうちの一つであることができ、および有線接続はＩ２Ｃなどのシリアルまたは単純なＲＳ２３２でありうる。
【０１２２】
図２０中の態様に示されているメディポート２０００１は、異なるまたは変更する吸入サイクルの間などの、複数の薬物を同時にまたは異なる頻度で投与することが可能である、複数のアンプル２０００２に適合することができる。この態様において、アンプルはスライドメカニズム２０００３上に載せられ、および吸気口を越えメディカルポートの方の位置にインデックスをつけられ、制御装置が分配された薬物を制御することを可能にする。しかしながら、図２０のシステムは、複数の薬物の投与用の態様においてのみ必要ない。例えば図１６のメディカルポートは、単純に設計することができるため、２またはそれ以上の互いに正反対の混合チャンバーがあり、複数の混合チャンバーから単気流内への投与を可能にする。
【０１２３】
さらに好ましい態様において、装置はそれぞれの吸入サイクルの深度および体積を測定することができるので、薬物の供給は、高い体積の、または薬物に供給に最適な吸入サイクルのみ行うこと始動することができる。これは、特定の使用者の数分に渡る吸入サイクルの最新の近況を継続的に測定すること、およびその後吸入の間の薬物の放出を始動するための、吸入カーブの傾斜および深度（サイクルのもっとも深いレベルに達する前に）を比較することによって達成される。複数の入力測定は、特定の薬物の放出を始動する心臓の出力の突然の低下、および／または、この出願中に記載されている別の態様において、吸入された空気中の酸素レベルの上昇などの、いくつかの疾患を確定するために利用することができる。
【０１２４】
上記の態様の全てが、薬物をフェースマスクに移動するためにホースを使用するが、本発明の開示は制限されない。一態様において、例えばメディポートは、使用される任意のホースなしに、フェースマスクとエアムーバー筐体間に直接接続されている。一般的にこのような形状のメディポートは、混合チャンバーから排気を受け取るための、およびマスクとエアムーバー筐体間を接続するためのアダプター筐体と定義される。
【０１２５】
一旦薬物がマスクに到達すると、使用者は単純に薬物を吸入する。ほんの少量の薬物を供給する能力を提供するため、ある期間にわたって、薬物の吸収は改善される。上記で述べたように、マスクの表面に沿った空気の漏れを最小化するために、マスクは好ましくはフィットしたマスクである。一態様は、使用者の口および鼻領域の両方に空気を供給する分割連結管を使用する。このような一態様において、口への空気と比べて鼻への空気の比を物理的に変化させるために、滑動部が含まれる。別の態様において、口および鼻の両方を覆うマスクの代わりに、鼻のみ、または口のみの部分的なマスクが使用される。
【０１２６】
正しくない薬物または正しくない投与量の供給に対する保護は、いくつかの薬物の使用のために、このシステムに含まれると予測される。これらの薬物および使用者同定システムは、子供に合うマスクシステムに成人の医薬の投与量投与されるのを妨げる、医薬の単純なカラーコーディング容器または幾何学的なくびれを含む。より洗練されたシステムは、医薬を、正しい薬物および正しい投与量を確定するための、マスクシステム内のマイクロプロセッサによってチェックすることができる、バーコードまたはＲＦＩＤ（電磁波頻度同定）タグを取り込んだ容器内に包装しうる。このシステムにおいて、処方箋は、おそらくブルートゥースまたは ジグビーなどのＲＦプロトコルまたは別のＲＦＩＤタグによって、マスクのマイクロプロセッサにダウンロードすることができる。このような処方箋は、マスクを用いた個人の薬物および投与量マスクシステムに、情報提供する。システムの発展版は、ＲＦタグまたはパスワードによるマスク使用者の同定も確定しうる。同様に、マスクの使用の統計は、使用者、時間および使用日ならびに正確な薬物の供給を確認するためのシステム状態を含む。これは特に薬物の受け手が記憶、注意の欠如または物質中毒の治療を影響を受けているためモニターされる必要がある状態の場合に達成される。
【０１２７】
患者の肺から排出された空気を通して、少量のいくつかの薬物が、屋内の空気および他の薬剤を使用していない居住者に達するのを妨げることが望ましいことも予測される。例えば、低い投与量のニコチンを提供するためにマスクシステムを用いた場合、たとえ低い投与量であっても、この潜在的な中毒物質は、他の室内居住者に吸入されないことが望ましい。これは、小さな粒子の除去が可能であるフィルターを通した、マスクに存在している空気の濾過、またはいくつかの場合、活性炭などの材料によって薬剤を化学的に不活性にすることで達成される。さらに、上記の粒子フィルターは、好ましい態様において、内部表面は約２５０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲の波長を高く反射する材料から作られた滅菌チャンバーであることが知られている。滅菌チャンバーは、水銀蒸気ランプ、発光ダイオード、または他の発光光電子装置（全てのこのような装置は約２５０ｎｍから２８０ｎｍの間のＵＶ放射を発する）から発生した紫外線を利用して、使用者から吐き出された任意の空気中の、病原体のＲＮＡまたはＤＮＡを破壊する。
【０１２８】
快適さを追加するために、高度に柔軟なマスクは、使用者口および鼻の前の空気スペースを定義するための、または口および鼻領域に向かって徐々により柔軟でなくなり、かつ表面に沿っては最も柔軟である、より中心が固定された部分を有することを意図する。マスクは、マスクの表面に沿った複数の並行伸長シールも含み、使用者の顔により良いシールを提供する。任意の外部からの汚染は避けられるべきであり、かつマスク内の正圧および複数のシールの信用が十分ではない、高度に重大な適用において、マスクの取り外しをより難しくし、かつ取り外しには溶剤が必要な粘着物を用いて、使用者の顔にマスクを固定することを提案する。
【０１２９】
さらに、小児の患者に対するコンプライアンスを増加するため、いくつかの態様では、漫画のキャラクターまたは動物に似ているように型取られたかつ装飾された、子供を楽しませ、かつ装置への情緒的な安心レベルが増加するマスクを採用することができる。同様に、小児のおよび大人の使用者の両方により興味を引くであろう、さまざまな色のマスクを作ることができる。同様の方法としては、マスクを通じたコミュニケーションを容易にするために、または、楽しい特徴（ボイスハーモナイゼーション、ダースベーダー（ＤａｒｔｈＶａｄｅｒ）（登録商標）、スポンジボブ  スクエアパンツ（Ｓｐｏｎｇｅｂｏｂ  Ｓｑｕａｒｅｐａｎｔｓ）（登録商標）、などの漫画またはＴＶキャラクターの模倣）を加えることによる、子供およびおそらく大人に対してのコンプライアンスを再度増加するために、サウンドプロセッサを採用するマイクロホンおよびスピーカーシステムを用いた伝達システムが加えられる。
【０１３０】
薬物および精製した空気流の供給のための、マスクを採用した供給システムに関して、本発明の開示のシステムおよび方法の態様が上記で記載される一方で、本発明の開示の方法およびシステムは、挿管された患者の治療にも採用することができることが、当業者によって正しく理解される。上記の装置およびシステムは、挿管された患者の使用に適合した換気装置および／または呼吸装置としての使用に適切なように変更することができることが、当業者の一人によって理解される。
【０１３１】
本発明の開示は、よって、精製した空気の吸入を通した、能動的なおよび正確に制御された方法で長期にわたって患者に安全に薬物を投与する方法を提供する。多くの態様が上記で述べられた一方で、当然のことながら本発明の開示は、これらの態様に限定されないが、本発明の開示の範囲から逸脱しない範囲での他の方法内で実行することができる。
【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９−１０】
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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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【国際調査報告】
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