(57)【要約】ドライパウダー式吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素を含み、および入口チャネルは、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れる。入口チャネルは、第１の直径を有し、かつ開口部を画定する。吸入器は、開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れる分散チャンバを含む。分散チャンバは第２の直径を有する。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたアクチュエータを含む。アクチュエータは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させる。第１の直径と第２の直径との比は約０．４０〜０．６０であり、それにより、アクチュエータが振動するときに可聴音が生じる。吸入器は出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出る。
2018501903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルであって、第１の直径を備える部分を有しかつ開口部を画定する入口チャネルと、
前記入口チャネルの前記開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバであって、第２の直径を有する分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたアクチュエータであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成され、前記第１の直径と前記第２の直径との比は約０．４０〜０．６０であり、それにより、前記アクチュエータが振動するときに可聴音が生じる、アクチュエータと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項２】
前記分散チャンバは、長さを有し、
前記アクチュエータは、直径を有し、
前記分散チャンバの前記長さは、前記アクチュエータの前記直径よりも約２〜３．５倍大きく、それにより、前記アクチュエータが振動するときに可聴音が生じる、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項３】
前記開口部は非円形である、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項４】
前記吸入器の幾何学的形状は、前記分散チャンバの内部表面への前記パウダー状薬物の蓄積または堆積を実質的に防止する流れプロファイルが前記分散チャンバ内で生成されるようなものである、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項５】
前記気流は、前記分散チャンバの長手方向軸と実質的に同軸である、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項６】
前記パウダー状薬物は、１つ以上のブリスター、１つ以上のカプセル、または１つ以上のリザーバに梱包されている、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項７】
前記１つ以上のブリスターまたは前記１つ以上のカプセルに孔をあけるように構成された穿刺部材をさらに備える、請求項５に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項８】
前記吸入器の内部の隅は、前記吸入器内での前記パウダー状薬物の集積を最小限にするために曲面を有する、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項９】
前記アクチュエータは１つ以上のビーズを備える、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１０】
前記入口チャネルは円錐台形状にされている、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１１】
前記分散チャンバは、前記入口チャネルから入る前記気流とは別個のチェイスエアを受け入れるように構成された少なくとも１つのアパーチャを画定する、請求項１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１２】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルであって、開口部を画定する入口チャネルと、
前記入口チャネルの前記開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバであって、ある長さを有する分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたビーズであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成され、前記ビーズはある直径を有し、前記分散チャンバの前記長さは、前記ビーズの前記直径よりも約２〜３．５倍大きく、それにより、前記ビーズが振動するときに可聴音が生じる、ビーズと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項１３】
前記分散チャンバは、第１の端部および第２の端部を有し、前記ビーズは、振動している間、前記第１の端部または前記第２の端部にほとんど接触しない、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１４】
前記ビーズは、前記分散チャンバの前記長さに沿って振動している間、軸に沿って回転するように構成されている、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１５】
前記ビーズは、０．０１２〜５０μｍの平均粗さを有する表面仕上げを有する、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１６】
前記分散チャンバは、前記ビーズの周方向運動を抑制するように構成された１つ以上のリブを含み、それにより、前記ビーズの動きは、前記分散チャンバの前記長さに沿った軸方向運動に実質的に制限される、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１７】
前記ビーズは、該ビーズに接着された第２のパウダー状薬物を有する、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１８】
前記ビーズの前記直径は約０．５〜１５ｍｍである、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項１９】
前記吸入器の幾何学的形状は、前記分散チャンバの内部表面への前記パウダー状薬物の蓄積または堆積を実質的に防止する流れプロファイルが前記分散チャンバ内で生成されるようなものである、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２０】
前記入口チャネルは、第１の位置から、より小さい第２の位置までテーパが付けられている、請求項１２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２１】
前記分散チャンバは、前記入口チャネルから入る前記気流とは別個のチェイスエアを受け入れるように構成された少なくとも１つのアパーチャを画定する、請求項２０に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２２】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルであって、第１の直径を備える部分を有しかつ開口部を画定する入口チャネルと、
前記入口チャネルの前記開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバであって、第２の直径およびある長さを有する分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたビーズであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成され、前記ビーズは第３の直径を有し、前記第１の直径と前記第２の直径との比は約０．４０〜０．６６であり、および前記長さは前記第３の直径よりも約２〜３．５倍大きく、それにより、前記ビーズが振動するときに可聴音が生じる、ビーズと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項２３】
前記入口チャネルに対向する前記分散チャンバの端部に配置された保持部材をさらに含み、前記保持部材は、前記気流が前記出口チャネルへ流れることを可能にしつつ、前記分散チャンバ内に前記ビーズを維持するように構成されている、請求項２２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２４】
前記保持部材はウィングを含む、請求項２３に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２５】
前記パウダー状薬物はカプセル内に入れられ、前記吸入器は、前記カプセルに孔をあけるように構成された穿刺部材と、前記孔をあけられたカプセルを回転させて、前記孔をあけられたカプセルから前記パウダー状薬物を出すように構成された回転機構とをさらに備える請求項２２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２６】
前記入口チャネルは円錐台形状にされている、請求項２２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２７】
前記吸入器の幾何学的形状は、前記分散チャンバの内部表面への前記パウダー状薬物の蓄積または堆積を実質的に防止する流れプロファイルが前記分散チャンバ内で生成されるようなものである、請求項２２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２８】
前記分散チャンバは、前記入口チャネルから入る前記気流とは別個のチェイスエアを受け入れるように構成された少なくとも１つのアパーチャを画定する、請求項２２に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項２９】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された円錐台または角錐台形状の入口チャネルと、
前記入口チャネルの開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたアクチュエータであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散を通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成されている、アクチュエータと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項３０】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルと、
前記入口チャネルの開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバであって、前記気流は、前記分散チャンバの長手方向軸と実質的に同軸である、分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたアクチュエータであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成されている、アクチュエータと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項３１】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルであって、開口部を画定し、整流器を含む入口チャネルと、
前記入口チャネルの前記開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたアクチュエータであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成されている、アクチュエータと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項３２】
前記整流器は、前記入口チャネルの開口部にわたって位置決めされている格子を備える、請求項３１に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項３３】
ドライパウダー式吸入器であって、
パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、
前記パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルであって、開口部を画定し、第１の先端形状から、より小さい第２の基端形状までテーパが付けられている入口チャネルと、
前記入口チャネルの前記開口部から前記気流および前記パウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバと、
前記分散チャンバ内に収納されたアクチュエータであって、前記気流に曝されると前記分散チャンバ内で振動して、前記分散チャンバを通過する前記気流に混入された前記パウダー状薬物を分散させるように構成されている、アクチュエータと、
患者に送達するために、前記気流およびパウダー状薬物が前記吸入器を出る出口チャネルと
を備えるドライパウダー式吸入器。
【請求項３４】
前記第１の先端形状および前記第２の基端形状は異なる、請求項３３に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項３５】
前記第１の先端形状および前記第２の基端形状は同じである、請求項３３に記載のドライパウダー式吸入器。
【請求項３６】
前記第２の基端形状は長方形を含む、請求項３３に記載のドライパウダー式吸入器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パウダー分散方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライパウダー式吸入器の分野では、一般的に、吸入器の、肺に送達される公称用量または充填された用量の効率によって規定されるような性能と、内部の幾何学的形状、具体的には、用量が装置を出るときに移動するパウダー流路に関しての装置の複雑さとの間にトレードオフが存在する。多くの場合、比較的複雑でない流路を備える吸入器は、一般的に肺の深い部分まで送達されるのが公称用量の３０％未満であるような効率の悪さによって特徴付けられ得る。あるいは、比較的より複雑な内部流路を備える吸入器は、公称用量の４０％以下など、効率性を高め得るが、より一層複雑な内部流路は、吸入器内での堆積量を増やし、実用的には、患者に送達される総用量を低下させ、かつ装置を汚染し得る。さらに、今日入手可能なほとんどのドライパウダー式吸入器は、ユーザが装置を正しく使用したことをユーザにフィードバックする手段がない。誤った使用は吸入器の性能を悪化させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この概要は、特許請求される主題の範囲を決して限定するものではない。
本開示は、パウダー分散機構に関し、このパウダー分散機構は、コンパクトで、呼吸で作動され、音声フィードバックを提供し、かつ例えば低マイクログラム用量から多ミリグラムを必要とする用量までなど、ある範囲の用量にわたって効率的な粒子分散を促進するのに効果的であるかまたは十分である。従って、いくつかの実施形態では、分散チャンバ内に含まれるアクチュエータを用いるパウダー分散機構が開示される。アクチュエータは、患者が装置を通して吸入するときに、いくつかの実施形態では、分散チャンバの軸に沿ってほぼ線形に振動し得る吸入器内の要素であり、それにより、アクチュエータは、機能するために患者の吸息操作以外のエネルギー源を必要としない。このアクチュエータは、球体、ボール、またはビーズのような形状を含め、様々な形態または形状を取り得る。しかしながら、アクチュエータはこれに限定されず、振動を生じる任意の適切な形状を取ってもよい。いくつかの実施形態では、パウダー分散機構は、主に直線の流路を含み、および呼吸で作動され得る。これは、「受動的な」アクチュエータの起動または作動と呼ばれ得る。アクチュエータの振動中、アクチュエータは、吸入器のユーザにフィードバックを提供し得る可聴音を出し得る。しかしながら、本開示はそのように限定されない。例えば、アクチュエータの起動は「能動的」であってもよく、この場合、外部エネルギー源が患者の吸入フローストリームに結合されて、アクチュエータの振動を引き起こす。吸入器の１つ以上の構造的特徴は、チャンバ内でのパウダーの意図的でない堆積または蓄積を防止するかまたは少なくとも最小限にする流れプロファイルが分散チャンバ内で生成されるようなものであり得る。
【０００４】
一態様では、ドライパウダー式吸入器が開示されている。ドライパウダー式吸入器は、入口チャネルからエアロゾル化されたパウダー状薬物を受け入れるように適合される第１のチャンバを含み得る。第１のチャンバの容積は、入口チャネルの容積と等しくても、それよりも大きくても、またはそれよりも小さくてもよい。ドライパウダー式吸入器は、第１のチャンバから、エアロゾル化されたパウダー状薬物の少なくとも一部分を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。分散チャンバは、分散チャンバ内で長手方向軸に沿って可動であるアクチュエータを保持し得る。ドライパウダー式吸入器は出口チャネルを含み、それを通って空気およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。吸入器の幾何学的形状は、長手方向軸に沿ってアクチュエータを振動させ、振動するアクチュエータが、分散チャンバ内に受け入れられたパウダー状薬物を効果的に分散して、出口チャネルを通して患者に送達できるようにする流れプロファイルが分散チャンバ内で生成されるようなものであり得る。アクチュエータの振動中、アクチュエータは、ユーザへのフィードバックを目的とした可聴音を生成し得る。
【０００５】
一態様では、ドライパウダー式吸入器システムが開示されている。ドライパウダー式吸入器システムは、ある量のパウダー状薬物を入れている容器を含み得る。ドライパウダー式吸入器システムは、容器から空気およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される入口チャネルを含み得る。ドライパウダー式吸入器システムは、入口チャネルから空気およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される第１のチャンバを含み得る。第１のチャンバの容積は、入口チャネルの容積と等しくても、それよりも大きくても、またはそれよりも小さくてもよい。ドライパウダー式吸入器システムは、第１のチャンバから空気およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。分散チャンバは、分散チャンバ内で長手方向軸に沿って可動であるアクチュエータを保持し得る。ドライパウダー式吸入器システムは出口チャネルを含み、それを通って空気およびパウダー状薬物が分散チャンバを出て、患者に送達され得る。システムの幾何学的形状は、アクチュエータを長手方向軸に沿って振動させ、振動するアクチュエータが、分散チャンバに受け入れられたパウダー状薬物を効果的に分散して、出口チャネルを通して患者に送達できるようにする流れプロファイルがシステム内で生成されるようなものであり得る。アクチュエータの振動中、アクチュエータは、ユーザへのフィードバックを目的とした可聴音を生成し得る。
【０００６】
一態様では、パウダー状薬物をエアロゾル化する方法が開示されている。方法は、第１のチャンバと、分散チャンバであって、分散チャンバ内で長手方向軸に沿って可動であるアクチュエータを含む分散チャンバと、出口チャネルとを含む吸入器を提供することを含み得る。方法は、出口チャネルを通る気流を引き起こして、空気およびパウダー状薬物を、入口チャネルを通って第１のチャンバ内へ、さらに分散チャンバ内へと入るようにし、およびアクチュエータを分散チャンバ内で振動させて、第１のチャンバおよび分散チャンバを通過するパウダー状薬物を、空気に混入させかつ出口チャネルを通して患者に送達されるように効果的に分散させることを含み得る。
【０００７】
別の態様では、ドライパウダー式吸入器が提供される。吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルとを含み得る。入口チャネルは、第１の直径を有し、かつ開口部を画定し得る。吸入器はまた、入口チャネルの開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。分散チャンバは、第２の直径を有し得る。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたアクチュエータをさらに含み得る。アクチュエータは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させるように構成され得る。第１の直径と第２の直径との比は約０．４０〜０．６６であり得、それにより、アクチュエータが振動するときに可聴音が生じる。吸入器はまた、出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。
【０００８】
別の態様では、ドライパウダー式吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルとを含み得る。入口チャネルは、開口部を画定し得る。吸入器は、入口チャネルの開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。分散チャンバは、ある長さを有し得る。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたビーズをさらに含み得る。ビーズは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させるように構成され得る。ビーズは、分散チャンバの長さがビーズの直径よりも約２〜３．５倍大きくなるような直径を有することができ、それにより、ビーズが振動するときに可聴音が生じる。吸入器はまた、出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。
【０００９】
別の態様では、ドライパウダー式吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルとを含み得る。入口チャネルは、第１の直径を有し、および開口部を画定し得る。吸入器はまた、入口チャネルの開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。分散チャンバは、第２の直径およびある長さを有し得る。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたビーズをさらに含み得る。ビーズは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させるように構成され得る。ビーズは、第３の直径を有し得る。第１の直径と第２の直径との比は約０．４０〜０．６６であり得、および長さは第３の直径よりも約２〜３．５倍大きいことができ、それにより、ビーズが振動するときに可聴音が生じる。吸入器はまた、出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。
【００１０】
別の態様では、ドライパウダー式吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された円錐台形状入口チャネルとを含み得る。吸入器はまた、入口チャネルの開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたアクチュエータをさらに含み得る。アクチュエータは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させるように構成され得る。吸入器はまた、出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。
【００１１】
別の態様では、ドライパウダー式吸入器は、パウダー状薬物を保持するように構成されたパウダー保管要素と、パウダー保管要素から、気流に混入されるパウダー状薬物を受け入れるように構成された入口チャネルとを含み得る。吸入器はまた、入口チャネルの開口部から気流およびパウダー状薬物を受け入れるように適合される分散チャンバを含み得る。気流は、分散チャンバの長手方向軸と実質的に同軸であり得る。吸入器は、分散チャンバ内に収納されたアクチュエータをさらに含み得る。アクチュエータは、気流に曝されると分散チャンバ内で振動して、分散チャンバを通過する気流に混入されたパウダー状薬物を分散させるように構成され得る。吸入器はまた、出口チャネルを含み、それを通って気流およびパウダー状薬物が吸入器を出て、患者に送達され得る。そのように限定されるものではないが、本開示の様々な態様が、図面に関連して、以下の説明から得られ得ることが認識される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図２】図１のチューブ状本体を複数の図で示す。
【図３】図１のチューブ状本体のチャンバ内に位置決めされたビーズを示す。
【図４】例示的なパウダー分散装置の第１の図を断面図で示す。
【図５】図４の装置の斜視図を示す。
【図６】図４の装置の第２の図を断面図で示す。
【図７】図４の装置の第３の図を断面図で示す。
【図８】既存の吸入器システムに組み込まれた図４の装置を示す。
【図９】図４の装置を複数の構成で示す。
【図１０】第２の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１１】第３の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１２】第４の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１３】第５の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１４】第６の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１５】第７の例のチューブ状本体の断面図を示す。
【図１６Ａ】非円形の入口の幾何学的形状の背面図を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ａの非円形の入口の幾何学的形状の断面図を示す。
【図１７】異なるチャンバ長に関するビーズの音レベルのプロットを示す。
【図１８Ａ】異なる入口チャネルおよびチャンバ直径に関するビーズの音の比較を示す。
【図１８Ｂ】異なる入口チャネルおよびチャンバ直径に関するビーズの音の比較を示す。
【図１９Ａ】入口直径２．７２ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するためのビーズの位置のプロットを示す。
【図１９Ｂ】入口直径２．７２ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するためのビーズの位置のプロットを示す。
【図１９Ｃ】入口直径２．７２ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するためのビーズの位置のプロットを示す。
【図２０Ａ】入口直径３．１０ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するための、ビーズの位置のプロットを示す。
【図２０Ｂ】入口直径３．１０ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するための、ビーズの位置のプロットを示す。
【図２０Ｃ】入口直径３．１０ｍｍに関する、チャンバの端部の接触を決定するための、ビーズの位置のプロットを示す。
【図２１】チャンバのリブの一実施形態を示す。
【図２２】ビーズ保持用構造的特徴の一実施形態を示す。
【図２３】チャンバに２つのビーズを有する実施形態を示す。
【図２４】プラスティエイプ（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ）ＲＳ０１吸入器からのカプセル穿刺およびパウダー供給要素を備えるＤＰＩの実施形態を示す。
【図２５】図２４のＤＰＩの断面図を示す。
【図２６】図２４のＤＰＩのエアロゾル性能を示す。
【図２７】異なる流速での図２４のＤＰＩ内の薬剤堆積を示す。
【図２８Ａ】実施形態に従って旋回流を試験する実験で使用される密な間隔の格子構造を示す。
【図２８Ｂ】実施形態に従って旋回流を試験する実験で使用される２ピース格子構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、肺の薬剤または薬物送達の分野に関し、より具体的には、パウダーまたは薬物を患者の肺に送達するドライパウダー式吸入器に関する。そのようなパウダー分散機構は、チャンバ内に位置決めされたアクチュエータを含み、これは、チャンバに入ると、突然の、急速な、またはそうでなければ急激なフローストリームの拡大を引き起こすように配置および構成され得る。アクチュエータが振動している間、アクチュエータは、可聴音を立てるかまたは可聴応答し、それにより吸入器のユーザにフィードバックを提供し得る。可聴応答の特徴は、吸入器の様々な幾何学的特性、ならびに材料選択に基づいて調整され得る。さらに、少なくともチャンバは、アクチュエータを備えるチャンバ内でのパウダーの蓄積または集積を防止するかまたは少なくとも最小限にする１つ以上の構造的特徴を示すように形成され得る。これは、有利には、パウダーの意図的でない堆積物または残留物が使用中に崩れるかまたは放出されるときに発生し得る、患者へのパウダーのマクロ用量の送達を防止し得る。アクチュエータは、患者が装置を通して吸入するときに分散チャンバの軸に沿って、いくつかの実施形態ではほぼ線形に振動して、アクチュエータが機能するために患者の吸息操作以外のエネルギー源を必要としないようにし得る吸入器内の要素である。このアクチュエータは、球体、ボール、またはビーズのような形状を含め、様々な形態または形状を取り得る。しかしながら、アクチュエータはこれに限定されず、振動を生じる任意の適切な形状を取り得る。
【００１４】
実施形態は、容認できるエアロゾル性能を発揮する間に可聴音またはフィードバックを生じるように構成されるドライパウダー式吸入器を提供する。可聴フィードバックは十分に音が大きく、吸入器のユーザは、吸入が最小流出量を満たすかまたはそれを超えるときに警告され得る。好適なオーディオ音は、吸入器の入口の内径（ｄ入口）対吸入器の分散チャンバの内径（ｄチャンバ）の比（ｄ入口／ｄチャンバ）が一定の範囲内になるように構成することにより、吸入器のアクチュエータ、すなわちビーズ（ｄビーズ）の直径に対する分散チャンバの長さ（ｌチャンバ）の比（ｌチャンバ／ｄビーズ）が一定の範囲内になるように構成することにより、または（ｄ入口／ｄチャンバ）および（ｌチャンバ／ｄビーズ）の両方のいくつかの組み合わせにより得られ得る。これらの比は、容認できるオーディオ音を提供する一方、適切なエアロゾル性能も保証するように（そのため、パウダーは肺の深い部分に達することができる）具体的に選択され得る。
【００１５】
ここで図１を参照して説明すると、本開示の原理による、入口１０２および分散チャンバ１０４を有する第１の例のチューブ状本体１００の断面図が示されている。この例では、入口１０２の流体流路は第１の内径１０６によって画定され、およびチャンバ１０４の流体流路は第２の内径１０８によって画定されている。図１ではほぼ一定に示されるが、第１の内径１０６および第２の内径１０８の少なくとも一方は、チューブ状本体１００の長手方向軸Ｌに対して画定されるような寸法が変化し得る。さらに、１つ以上のアパーチャ、例えば図１３のアパーチャ１３１０がチューブ状本体１００内の特定の位置に形成されて、使用中にチューブ状本体１００に入る二次的な給気を可能にして、チューブ状本体１００内でのパウダーの意図的でない蓄積または集積を防止し得るかまたは少なくとも最小限にし得る。加えてまたは代わりに、チューブ状本体１００の１つ以上の内部表面が、丸みを帯びたまたは湾曲した構造的特徴を示すように形成されて、チューブ状本体１００内でのパウダーの意図的でない蓄積または集積を防止し得るかまたは少なくとも最小限にし得る。所望の流体の流れの特徴を提供することに加えて、下記でさらに説明されるように、チューブ状本体のそのように構成可能な内部の構造的特徴または寸法は、射出成形のための抜き勾配をもたらすように画定され得る。いくつかの実施形態では、射出成形技術またはプロセスは、下記でさらに説明されるような構造的特徴または要素を含む、本開示の少なくともチューブ状本体１００を製作するために使用され得る。他の実施形態が可能である。
【００１６】
例えば、第１の内径１０６は、長手方向軸Ｌのほぼ基準点Ｌ１から始まって長手方向軸Ｌのほぼ基準点Ｌ２で終わる長手方向軸Ｌに向かっておよびそれに対して測定されるように、内向きにテーパが付けられ得る。他の実施形態が可能である。例えば、第１の内径１０６は、ほぼ基準点Ｌ２から始まってほぼ基準点Ｌ１で終わる長手方向軸Ｌに向かって内向きにテーパが付けられ得る。別の実施形態では、第２の内径１０８は、ほぼ基準点Ｌ３から始まってほぼ基準点Ｌ２で終わる長手方向軸Ｌに向かって内向きにテーパが付けられ得る。さらに他の実施形態が可能である。
【００１７】
例えば、入口１０２およびチャンバ１０４の少なくとも一方の内部構造プロファイルは、チューブ状本体１００内で、必要に応じて特定の流体の流れの特徴を得るかまたはそうでなければ実現するように画定され得ると考えられる。例えば、図１に示すように、チューブ状本体１００は、入口１０２のまたはそれによって画定された比較的「小さい」断面の流体流路が、チャンバ１０４のまたはそれによって画定された「大きい」断面の流体流路に急激に広がるときに、フローストリームの拡大が突然発生し得るように配置および構成され得る。この例では、チャンバ１０４内に高エネルギー力が発生し得る。一態様では、これは、チャンバ１０４に入る比較的「速い」速度の流体によって引き起こされた比較的「低い」圧力領域に起因し得、ここでは、フローストリームの一部分が分離し、かつ再循環渦が発生し得る。他の機構は、チャンバ１０４内での高エネルギーの流体の流れの発達にも寄与し得る。さらに、そのような高エネルギー流体の流れは、機械的な衝撃力に加えて、チャンバ１０４内の薬物パウダー集塊を分解しかつエアロゾル化して、患者の肺への薬物のより効果的な堆積をもたらし得る。例示的なチューブ状本体１００のさらに他の実施形態も可能である。例えば、いくつかの実施形態では、長手方向軸Ｌの基準点Ｌ１と基準点Ｌ２との差は、ゼロ（０）に近づき得る。この例では、チューブ状本体１００はチャンバ１０４のみからなり得る。ここでは、「入口チューブ」の代わりに、チューブ状本体１００は「入口孔」からなり得る。
【００１８】
分散チャンバへの入口の幾何学的形状は、吸入器の抵抗に重要な役割を果たす。抵抗（Ｒ）は、所定の流量における装置の両端間の圧力低下の関係であり、かつＲ＝√ΔＰ／Ｑ（式中、ΔＰは、装置の両端間の圧力低下（ｃｍ  Ｈ２Ｏ）であり、およびＱは、所与のΔＰにおける流量（ＬＰＭ）である）
と定義される。一実施形態は、図１０の円錐形または円錐台形の入口１００２を含む。実験により、円錐台形入口は、チューブまたは入口孔の幾何学的形状と比較して、吸入器の抵抗を著しく低下させることが示されている。実験は、図１において定義されるような同じ入口１０６および分散チャンバ直径１０８を備える、異なる入口の幾何学的形状を比較して行われた：（１）円錐台形入口、（２）チューブ状入口、および（３）入口孔。入口直径１０６は２．７２ｍｍであり、およびチャンバ直径１０８は５．８９ｍｍであり、および４ｍｍの球状ビーズをアクチュエータとして使用した。図１に示すようなＬ２からＬ３までのチャンバの長さは１０ｍｍであった。表１に示すように、円錐台形入口は、チューブ状入口および入口孔設計よりも著しく低い抵抗を有することが示された。図１の基準点Ｌ２での入口形状の幾何学的形状は、三角形、正方形、多角形、または楕円形などの非円形形状であり得る。例えば、Ｌ１における第１の先端形状は、Ｌ２におけるより小さい第２の基端形状までテーパが付けられる。いくつかの実施形態では、第１の形状と第２の形状とは同じであってもよく、および他の実施形態では、第１の形状と第２の形状とは異なってもよい。Ｌ２における正方形の幾何学的形状を備えるテーパ状の入口を図１６Ａに示す。図１６Ａは、一実施形態による入口チャンバ１６０２および分散チャンバ１６０４の正面図を示す。入口チャンバ１６０２の先端開口部は、円形開口部として示されているが、任意の他の形状であってもよい。図１６Ｂの縦断面図に示すように、入口チャンバ１６０２は、分散チャンバ１６０４の近くのより小さい形状１６０６までテーパが付けられている。再度、図１６Ａを参照して説明すると、より小さい形状１６０６は、正方形、長方形、円、または三角形などの任意の形状であり得る。別の実験は、図１の基準点Ｌ２において様々な幾何学的形状を備えるいくつかの異なるテーパ状の入口の抵抗を比較して行われた。図１の基準点Ｌ１における幾何学的形状は円であったが、図１の基準点Ｌ２の幾何学的形状は、正三角形、正方形、楕円、および円を含むように変化された。入口領域は、３．３０ｍｍの円形の入口直径に適合するように一定に保たれ、これにより、８．５５ｍｍ２の開口面積を生じた。この試験では、４ｍｍの球状ビーズをチャンバ内のアクチュエータとして使用し、チャンバ直径１０８は５．８９ｍｍであり、およびチャンバの長さは１０ｍｍであった。結果を表２に示し、正方形の入口は、円形の入口よりも抵抗が１０％少なかった。正方形の入口は、容積に関して、アクチュエータから円形の入口と同様のオーディオ音を生じたことに留意されたい。パウダーのより良好な分散のために乱流が増すことなど、分散チャンバに対する非円形の入口形状の設計には、さらに利点があり得る。チャンバの抵抗を低下させることは、所定の圧力低下でチャンバを通る流量を増加させるために重要である。流量を増大させると、今度は、アクチュエータの振動の速度および／または周波数を増加させ得、これは、効率的なパウダー分散の重要な特徴であり得る。
【００１９】
【表１】
2018501903.tif 000003
【００２０】
【表２】
2018501903.tif 000004
ここでさらに図２を参照して説明すると、図１のチューブ状本体１００が複数の図で示されている。特に、図１のチューブ状本体１００は、斜視図２０２、側面図２０４、および断面図２０６で示される。この例では、断面図２０６は、側面図２０４の軸Ａ−Ａに沿って取られる。さらに、および図１に示すように、入口１０２のまたはそれによって画定された流体流路は、チャンバ１０４のまたはそれによって画定された流体流路と同軸方向に位置合わせされる。これは、図２に概念的に長手方向軸Ｌに対して画定された限定角度Ｂによって示す、入口１０２とチャンバ１０４との実質的な「軸外し」位置合わせとは対照的である。同軸方向の位置合わせは、そのような「軸外し」位置合わせを上回るいくつもの利点、例えばチャンバ１０４内での高エネルギー力の発生の促進またはそうでなければ支援を提供し得る。同軸方向の位置合わせは、チャンバ１０４へのパウダーの効率的な移動をさらに可能にし得る。しかしながら、他の実施形態が可能である。例えば、いくつかの実施形態では、入口１０２の中心長手方向軸は、少なくともわずかにオフセットするが、チャンバ１０４の中心長手方向軸に対して平行であり得る。入口１０２とチャンバ１０４との位置合わせに関連した他の利益および／または利点は、図１〜２に関連して提供された上述の説明から、および図３〜１４に関連して提供される以下の説明から理解され得る。入口は、位置合わせにおいて「軸外し」であるが、流れの主成分は軸方向にある。さらに、入口への旋回流または遠心流はビーズの振動に対して有害である。実験は、図２５に示すような実施形態を使用して実施された。この実施形態は、チャンバ１０４を通る流れに対して接線方向にある空気入口を有し、および空気入口は、旋回流または接線方向流を誘発するような形状にされており、これにより、カプセルを空にするのを促進する。格子が適所２４０６にあり、およびこれはハニカム整流器と同様の整流器の機能を果たす。２つの異なる格子（１）図２８Ａの密な間隔の格子２８００、および（２）図２８Ｂに示すような単純な２ピース格子構造２８０２が試験された。密な間隔の格子２８００は、風洞に使用されるハニカム整流器と同様に軸方向の流れを直線にし、かつ位置合わせする。密な間隔の格子２８００は、図２に示す軸２０４に沿って流れを位置合わせする。単純な２ピース格子２８０２は、流れをほとんど直線にしないか、全く直線にしない。単純な２ピース格子２８０２を使用することにより、いずれの流れの条件下でも球状ビーズの振動を防止したことが分かった。ビーズは入口の近くで浮遊し続け、振動しなかった。
【００２１】
例えば、ここでさらに図３を参照して説明すると、球状ビーズ３０２として付形され得るアクチュエータは、図１〜２のチューブ状本体１００のチャンバ１０４内に位置決めされ得る。この例では、ビーズ３０２は、少なくともマクロスケールではほぼ球形とし、および２０１２年５月１１日出願の米国特許出願第１３／４６９，９６３号明細書（「ビーズ含有ドライパウダー式吸入器」）で説明されているものと同様の方法で振動し得、この開示全体が参照により本明細書に援用される。いくつかの実施形態では、アクチュエータは、非球形または他の形状であってもよく、これにより、アクチュエータの振動特徴を改善し得る。さらに、アクチュエータまたはビーズ３０２の直径３０４、入口１０２の第１の内径１０６、およびチャンバ１０４の第２の内径１０８の関係は、式：（ｄビーズ）２＝（ｄ入口）（ｄチャンバ）であり得る。ここで、ｄビーズおよびｄ入口およびｄチャンバは、同様の桁数である。例えば、一実施形態では、製造公差内で、ｄビーズは約４．００ｍｍであり、ｄチャンバは約５．８９ｍｍであり、およびｄ入口は約２．７２ｍｍであり得る。この例では、長手方向軸Ｌのおよその基準点Ｌ２と基準点Ｌ３との間の距離によって画定されるようなチャンバ１０４の長さｌチャンバ（図１参照）は、ビーズ３０２の直径３０４の２〜３．５倍であり得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ビーズ３０２の直径は、約０．５ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲内にあり得る。いくつかの実施形態では、ビーズ３０２の好ましい直径は、約１．５ｍｍ〜約６ｍｍの範囲内にあり得る。さらに他の実施形態が可能である。いくつかの実施形態では、入口１０２の内径１０６対チャンバ１０４の内径（ｄ入口／ｄチャンバ）の好ましい比は、約０．４０〜約０．６６の範囲内にあり得、０．４６〜０．６０の好ましい範囲、および０．５０〜０．６０または０．５３〜０．６０のさらにより好ましい範囲内にあり得る。いくつかの実施形態では、チャンバ１０４の長さｌチャンバは、ビーズ３０２の直径の約２倍〜約５倍であることが好ましいことができる。他の実施形態では、チャンバ１０４の長さｌチャンバは、ビーズ３０２の直径の約２〜約３．５倍であることが好ましいことができる。他の実施形態では、チャンバ１０４の長さｌチャンバは、ビーズ３０２の直径の約２〜約２．５倍であることが好ましいことができる。
【００２３】
例示的な実施形態では、チャンバ１０４の長さは、チャンバ１０４の端部と物理的に相互作用することなく、アクチュエータ３０２が自由に振動するかどうかを決定し得る。チャンバの端部に衝突することが多いアクチュエータの振動は、粒子状物質を生成することがあり、それが患者によって吸入され得るため、望ましくないことがあり得る。このようにして、チャンバ１０４の長さは、アクチュエータ３０２の自由な振動を促進し得る。アクチュエータ３０２を実質的に「自由に」振動させることは、源から通過したときに、チャンバ１０４内のパウダー集塊をさらにより効果的に分解およびエアロゾル化して、患者の肺への薬物のより効果的な堆積をもたらし得る。
【００２４】
例えば、チャンバ１０４の長さを評価し、かつチャンバ１０４の特定の長さがチャンバ１０４内でアクチュエータ、球状ビーズ３０２を「自由に」振動させるかどうかを決定するために研究が実施された。特に、装置４００と同様の装置を使用して、一定の直径、約４ｍｍの球状ビーズのアクチュエータが研究を通して使用された。しかしながら、チャンバの長さは、ビーズの直径の１．５×、２．０×、３．０×、３．５×、４．０×、および９．８×と変化した。このようにして、研究は、少なくとも６個の異なる装置構成の評価を含んだ。概して、チャンバ内のビーズの振動は、球状ビーズの直径の３．５×以下の長さに対して同様であったが、ビーズの直径の４．０×および９．８×の長さに対して変化したことが分かった。例えば、少なくともビーズの直径の２．０×および３．０×のチャンバ長に関して、装置を通る同様の流速がチャンバ内で球状ビーズを「自由に」振動できるようにするために必要とされた。しかしながら、ビーズの直径の４．０×のチャンバ長に関して、チャンバ内でビーズが「自由に」振動できるようにするために「より速い」流速が必要とされた。さらに、球状ビーズは、装置を通るいずれの流速に対しても、球状ビーズの直径の９．８×のチャンバ長では、チャンバ内で「自由に」振動するようには見えなかった。このチャンバ長では、球状ビーズは、突然の直径の拡大部を通る気流によって装置の入口に形成された負圧場により十分な影響を受けないことがあり得る。他の機構も可能であり得る。
【００２５】
別の例では、チャンバ１０４の長さを評価し、かつチャンバ１０４の一定の長さに関し、球状ビーズのアクチュエータ３０２の特定の直径がチャンバ１０４内でアクチュエータ３０２を「自由に」振動させることができるかどうかを決定するために研究が実施された。特に、装置４００と同様の装置を使用して、一定の長さおよび直径、長さ約１０ｍｍおよび直径約６ｍｍのチャンバが研究を通して使用された。しかしながら、球状ビーズの直径は、３．７ｍｍ、４ｍｍ、および４．７ｍｍと変化した。このようにして、研究は、少なくとも３個の異なるビーズ構成の評価を含んだ。概して、４ｍｍのビーズに関し、チャンバ内のビーズの振動は、第１の特定の流速においてチャンバ内で「自由に」振動したことが分かった。この装置構成に関して、この流速では、チャンバ内のビーズの振動によって生じた明確に区別できる可聴音が観察され得る。４ｍｍのビーズ直径を有する装置４００の動作および特徴は、下記でさらに説明される。
【００２６】
さらに、３．７ｍｍのビーズでは、チャンバ内の球状ビーズの振動は、第１の特定の流速または約第１の特定の流速においてチャンバ１０４内で「自由に」振動したことが分かった。しかしながら、第１の特定の流速を上回る流速が、４ｍｍのビーズに関してチャンバ内の球状ビーズの振動によって生じた明確に異なる可聴音と同様の可聴音を観察するために必要とされた。ここでは、４ｍｍのビーズと比較して、３．７ｍｍのビーズの有効断面領域が低減されることに起因して、可聴音を生じるためにより多くの流速が必要とされ得る。他の機構も可能であり得る。さらに、４．７ｍｍのビーズでは、チャンバ内のビーズの振動は、第１の特定の流速または約第１の特定の流速においてチャンバ内で「自由に」振動しなかったことが分かった。ここでは、４．７ｍｍのビーズの有効断面領域は、チャンバ内の「自由な」振動を禁止するためなどには大きすぎることがあり得る。他の機構も可能であり得る。
【００２７】
上述した通り、振動時、アクチュエータは可聴音を立て得る。アクチュエータの振動から生じる音は、吸入器のユーザへのフィードバックとして用いられて、ユーザが吸入操作を正しく実施したことを裏付け得る。概して、アクチュエータ音量は流量と共に増大し、これにより、深くて強力な吸入を行うようにユーザを促し得る。アクチュエータの音は、チャンバの長さに強く関連し、および好ましい範囲は、ビーズの直径の２．０〜３．５×であり、アクチュエータ３０２の直径の２〜約２．５×が最も好ましい。実験により、アクチュエータ直径の２．０×未満のチャンバ長に関し、アクチュエータは自由に振動するが、いずれの有意義な音も生成しないことが示された。チャンバ長がビーズ直径の１．５×および２．５×である状態で、振動するビーズからの音を比較するために実験が実施された。両方に関し、チャンバは、ｄビーズ＝４ｍｍ、ｄ入口＝２．７２ｍｍ、ｄチャンバ＝５．８９ｍｍを使用した。１．５および２．５×のチャンバ長の音は、マイクロホンを使用して記録され、かつ図１７に示すように分析された。２．５×のチャンバ長は、ビーズ振動から１〜４ｋＰａの可聴音を生じた。可聴音レベルは、概して、圧力、およびチャンバを通る流量と共に上がった。１．５×のチャンバ長は、２．５×のチャンバ長と比較して、１〜４ｋＰａの可聴音の増大が最小限であることを示した。さらなる実験が、異なる（ｄ入口／ｄチャンバ）比を使用してビーズの音を評価するために実施された。ｄチャンバ＝５．８９ｍｍ、およびｌチャンバ＝１０ｍｍの２つのチャンバを試験し、一方は、入口直径が２．７２ｍｍであり、および他方は３．１０ｍｍであり、それぞれ０．４６および０．５３の（ｄ入口／ｄチャンバ）比を生じた。振動するビーズから生じる可聴音のレベルは、マイクロホンを使用して１、２、および４ｋＰａで記録された。図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、図１８Ｂのより大きい入口（ｄ入口／ｄチャンバ＝０．５３）から、音プロファイル対約２０秒間にわたる時間は、１、２、および４ｋＰａにおいてより大きくかつより一貫性があった。図１８Ａのより小さい入口対チャンバ比（０．４６）は、相当な期間にわたりほとんど音がなく、断続的な音を生じることを示した。より大きくかつより一貫性がある音がユーザに対する音声フィードバックに望ましい。（ｄ入口／ｄチャンバ）＝０．４６によって示されるような断続的な音は、音が断続的であるため、ユーザに、混乱させるようなフィードバックを提供し得る。ビーズ振動からの音を使用して、エアロゾル送達に必要な流れを達成していると警告する貴重なユーザフィードバックをユーザに提供することができた。いくつかの実施形態では、ビーズの音は、吸入器に組み込まれたマイクロホンによって分析されて、患者がある期間中に最小流速に達したかどうかを決定できた。マイクロホンからのこの音は処理され、かつ患者に有益な情報を提供し、かつ吸入器の適切な使用のために、必要な流速および吸入時間を達成するように患者を訓練できた。さらに、この機構は、いつ吸入器が使用されたか、ならびに患者がパウダー送達に必要な流速および流量に達したかどうかを報告するために、患者コンプライアンス監視システムとして使用できた。
【００２８】
上述の寸法の例を続けると、チャンバ１０４の長さは、従って、４ｍｍ直径のビーズでは約１０ｍｍである。この例では、およびビーズ３０２、入口１０２、およびチャンバ１０４の直径間の比の関係を観察すると、ビーズ３０２は、一般的にチャンバ１０４のいずれかの端部と連続的に物理的に衝突することなく、チャンバ１０４内で振動し得る。実験は、チャンバの両端部とのビーズの衝突の周波数を決定するために実施された。２つの透明なチャンバは、４ｍｍのビーズ（ｄチャンバ＝５．８９ｍｍ、ｌチャンバ＝１０ｍｍ、ｄ入口＝２．７２ｍｍおよび３．１０ｍｍ）と一緒に使用するために、アクリルから機械加工され、および高速度カメラを使用して、５秒間の１２００フレーム数／秒でビーズの動きが記録された。ビデオ全体を通してビーズを追跡するためにビデオが分析された。図１９Ａ〜図１９Ｃおよび図２０Ａ〜図２０Ｃに示すように、ビーズの中心が全てのフレームに対して作図された。図１９Ａ〜Ｃは、それぞれ１、２、および４ｋＰａの圧力低下を示す。図２０Ａ〜図２０Ｃは、それぞれ１、２、および４ｋＰａの圧力低下を示す。多角形（それぞれ図１９Ａ〜図１９Ｃおよび図２０Ａ〜図２０Ｃの１９００ａ〜１９００ｃおよび２０００ａ〜２０００ｃ）は、チャンバの両端部と接触せずに、ビーズの中心が多角形の内側にある場合を描いている。高速度ビデオでの観察により、１〜４ｋＰａの圧力低下では、両入口サイズに関し、ビーズは、決してチャンバのいずれの端部にも接触しないことが分かった。そのような配置構成は、さらに、チャンバ１０４内での高エネルギー力の発生を容易にし、患者の肺に薬物をより効果的に堆積させるために、チャンバ１０４内の薬物パウダー集塊をより効率的に分解およびエアロゾル化し得る。そのような配置構成は、さらに、チャンバ１０４内での高エネルギー力の発生を容易にし、患者の肺に薬物をより効果的に堆積させるために、チャンバ１０４内での薬物パウダー集塊を効率的に分解およびエアロゾル化し得る。
【００２９】
概して、高エネルギー力は、薬剤をビーズ３０２から取り出し得る分散力、およびチャンバ１０４に供給されるパウダー中の凝集体を崩し得るか又はばらばらにし得る、分散力またはデアグロメレーション力（ｄｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）を指し得る。ここでは、分散またはデアグロメレーションという用語、および凝集または塊状凝集という用語は、同じ意味で使用され得る。高エネルギー力は、チャンバ１０４内での乱流および渦の形成、チャンバ１０４内の圧縮ゾーンおよび減圧ゾーンなどを介して、チャンバ１０４内で高速で振動するときにビーズ３０２によって生成され得る。場合により、ビーズは、その軸を中心に回転し、ならびにチャンバの軸方向長に沿って振動し得る。これは、回転するビーズによって加えられるマグヌス効果により、チャンバ内のパウダー集塊をより効果的に分解およびエアロゾル化し得る。マグヌス効果は、流体（液体または気体）に入れられた回転するシリンダー状または球形の固体に対して、回転する本体と流体との間に相対運動があるときに加わる横向きの力の生成である。
【００３０】
ＤＰＦ（ドライパウダー製剤）が、例えば、約１０Ｈｚを上回る周波数などで「高速で」振動するビーズ３０２を含むチャンバ１０４を通過するとき、ビーズ３０２のこれらの高周波数振動は、チャンバ１０４内に高エネルギー力を生じ得る。これは、少なくとも凝集力により、例えばファンデルワールス力、静電気力などによってまとめられ得る薬剤粒子の集塊を分解し得る。さらに、高速で振動しているときのビーズ３０２と、パウダー粒子がチャンバ１０４を通過するときの凝集または塊状凝集される可能性のあるパウダー粒子との間の物理的な衝突は、集塊の分散を促進し得る。振動周波数は、一般に、約１〜約１，０００Ｈｚであり得、および好ましくは約１０〜約５００Ｈｚであり得るが、他の周波数も発生し得る。しかしながら、場合により、振動周波数は約２，０００Ｈｚまであり得る。
【００３１】
上述した通り、例示的なチャンバ１０４内に配置された例示的なビーズ３０２は、２０１２年５月１１日出願の米国特許出願第１３／４６９，９６３号明細書「ビーズ含有ドライパウダー式吸入器」に説明されているものと同様の方法で振動し得る。しかしながら、本開示によれば、ビーズ３０２は、その表面上にプレコートパウダーを含まないことがあり得る。むしろ、パウダーは、カプセル、リザーバ、およびブリスター、または他の一時的な区画もしくは領域を含み得るがこれらに限定されない用量封入または投与チャンバなどの容器またはパウダー保管要素から、または別のドライパウダー式吸入器から、下記でさらに説明されるようなチャンバ１０４に別々に導入され得る。この構成では、パウダーは、最初に用量封入チャンバに配置され得る。患者がマウスピースから吸入するとき、空気が用量封入チャンバから引き入れられて、それにより、パウダーをチャンバ１０４へ動かし得、そこで、パウダーは、主に長手方向軸Ｌに沿って振動しているビーズ３０２に直面する（例えば、図３参照）。
【００３２】
しかしながら、いくつかの実施形態では、ビーズ３０２は薬剤で被覆され得る。これは、その表面が被覆された薬剤のための分離プラットフォーム、ならびにビーズの上流に配置かつ導入された薬剤製剤用の分散機構の機能を果たし得る。例えば、２種以上の薬剤を単一の吸入操作で送達するなどの複合薬製品（この場合、吸入コルチコステロイドなどの一方の薬剤が、長時間作用型β作動薬などの他方の薬剤よりも多い用量で送達される）では、より少ない用量の薬剤がビーズ３０２の表面上に被覆され得る一方、より多い用量の薬剤は、薬剤被覆ビーズを入れているチャンバ１０４の上流で、用量封入コンテナー、例えばカプセル、ブリスター、リザーバなどに配置され得る。従って、吸入中、ビーズ３０２の振動は、その表面に接着された薬剤に対する分離プラットフォームおよび上流に配置されるパウダーに対する分散機構としての役割を果たし得る。
【００３３】
さらに、ビーズ３０２は、耐久性のある材料の層で被覆され得る。そのような材料の例は、限定されるものではないが、ゼラチン、糖、ポリマーを含む任意の薬学的に容認できるフィルムコーティング材料、金属コーティング、帯電防止コーティング、プラズマコーティングなどを含み得る。これは、例えばビーズ材料が腐食し得るかまたは砕け得るときに有益であり得る。この例では、層の厚さは、追加される材料の密度に依存し、被覆された層を追加することにより、チャンバ１０４内で振動するビーズ３０２の能力をなくすか、または実質的に損なうか、または抑制しないようにし得る。ビーズは、Ｒａ（μｍ）０．０１２〜５０に及ぶ様々な表面仕上げを有してもよく、ここで、Ｒａは、平均表面粗さである。表面仕上げは、ビーズの動きに影響を及ぼすことがあり、および次に、チャンバ内のパウダー集塊の分散およびエアロゾル化を改善し得る。
【００３４】
ビーズ３０２を分散機構として使用することは、いくつもの利点をもたらし得る。例えば、分散エンジンの能力においてチャンバ内で振動するビーズを用いることにより、例えば、約１ｍｇ〜約２５ｍｇまたはそれを上回るなどの多い用量が、それらをカプセルまたはブリスターまたはリザーバ用量コンテナー内に送達することによって送達され得る。しかしながら、より少ない用量も送達され得ることが認識される。例えば、有効薬剤の約１μｇを上回る用量が送達され得る。場合により、有効薬剤は、ラクトースなどのキャリアーとブレンドされ得る。また、ビーズ３０２が薬剤で被覆されず、分散機構として使用されないとき、吸入器内でビーズ３０２を確実に保持するための保持機構は必要とされず、ＤＰＦの複雑さを低下させる。さらに、分散機構としてビーズ３０２を使用することは、ＤＰＦ製剤のために追加的なまたは複雑な処理ステップを必要とせず、パウダーは、従来から用いられる方法によって生産され得るため、粒子改変製剤も使用され得る。
【００３５】
さらに、本開示のビーズ３０２は、一般的にチャンバ１０４の中心内で長手方向軸Ｌに沿って振動し得、ここでは、ビーズ３０２と、チャンバ１０４の内壁との間、および場合によりチャンバ１０４の両端部との間の物理的な接触は、あったとしても稀に発生し得る。このタイプの分散機構は、物理的な衝突時にパウダーがそこに捉えられているときに、チャンバ１０４の壁とビーズ３０２との間の衝突によりパウダーをビーズ３０２の表面またはチャンバ１０４の内壁のいずれかにこすりつける役割を果たし、それにより、患者の肺へ移送するのに利用可能なパウダーの量を低下させ得るために有益であり得る。あるいは、チャンバ１０４の壁とのビーズ３０２の頻繁な衝突は、１つまたは複数の壁に接着したいずれの薬剤もこすり落とす役割を果たすため、患者の肺へと移送するために利用可能なパウダーの量を増加させ得る。
【００３６】
さらに図１〜３を参照して説明すると、および上述した通り、入口１０２とチャンバ１０４との位置合わせは、「軸外し」位置合わせを有する吸入器を上回る有意義な利点を提供し得る。特に、本開示のチューブ状本体１００は、ビーズ３０２の振動を駆動するほぼ対称的なフローストリームの拡大を生じ得る。そのような構成は、チューブ状本体１００の態様を組み込んでいるパウダー分散装置、またはドライパウダー式吸入器を最小限の嵩で構成できるようにし得る。例えば、本開示の例示的な実施形態では、チャンバ１０４は、同様の４ｍｍのビーズに対して、上記で詳述した寸法（例えば、ｄチャンバ〜５．８９ｍｍ、ｌチャンバ〜１０ｍｍ）のシリンダーとしてモデル化され得る。従って、チャンバ１０４によって占有される最大体積は、式ｖシリンダー＝πｒ２ｌに基づいて約２７２ｍｍ３である。
【００３７】
ここで図４〜５を参照して説明すると、本開示の原理に従った例示的なパウダー分散装置または吸入器４００が示されている。特に、図４は、図４の第１の装置４００の図を断面図で示す。図５は、図４の装置４００の斜視図を示す。装置４００は、一般的に、図１〜３に関連して上述した例示的なチューブ状本体１００の態様を組み込む。加えてまたは代わりに、装置４００は、一般的に、図１０〜１４に関連して下記で説明するチューブ状本体の１つ以上の態様を組み込み得る。例えば、装置４００は、チューブ状本体１００の入口１０２およびチャンバ１０４を含む第１のハウジング４０２を含み得る。さらに、明確には示さないが、ビーズ３０２は、図３に示すようにチャンバ１０４内に位置決めされ得る。装置４００は、一次または主パウダー流れチャネル４０８を取り囲みかつそれと流体接続していないシース流れチャネル４０６を含む第２のハウジング４０４をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、第１のハウジング４０２は、第２のハウジング４０４と一体的に形成され得る。一実施形態では、チャンバ１０４および主パウダー流れチャネル４０８は、少なくとも１つの共通の構造寸法、例えば内径などを有し得る。さらに、第２のハウジング４０４は、それ自体が患者の口内に、または患者の鼻孔に一致するように適合された鼻アダプター内に配置されるように適合されたマウスピースを含み得るか、それに結合され得るか、またはそうでなければその内部に組み込まれ得る。装置４００は、第２のハウジング４０４内に形成された複数の流れ迂回チャネル４１０をさらに含み得る。流れ迂回チャネル４１０は、シース流れチャネル４０６と流体接続し得る。
【００３８】
装置４００は、投与チャンバ４１２と、保持部材４１６と、入口１０２に対向するチャンバの端部に配置される穿刺部材４１８とをさらに含み得る。穿刺部材４１８は、投与チャンバ４１２内に配置されるかまたは位置決めされるときに、カプセル、ブリスター、またはパウダーリザーバ４１４に孔をあけるかまたは他の方法で穿孔する。概して、保持部材４１６は、空気およびパウダー状またはそうでなければエアロゾル状の薬物が保持部材４１６を通過し、かつビーズ３０２がチャンバ１０４から出る可能性をなくすようにできるようなサイズにされた少なくとも１つの開口部またはアパーチャを含み得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの開口部またはアパーチャは、装置４００で所望の気流特徴を維持するように配置および構成されて（例えば、直径、パターン、対称性など）、ビーズ３０２がチャンバ１０４内で薬物パウダー集塊を分解およびエアロゾル化して、患者の肺への薬物のより効果的な堆積をもたらし得る。
【００３９】
一例では、具体的には図４を参照して説明すると、患者は、カプセル、ブリスターに孔をあけるか、またはパウダーリザーバ４１４から用量を移すことによって装置４００を準備し、その後、吸入して、チャンバ１０４を通して空気を引き入れ、それにより次にＤＰＦを、投与チャンバ４１２から入口１０２を経由して隣接するチャンバ１０４へと引き入れ、そのチャンバ内ではビーズ３０２が高速で振動しており、高エネルギー力を生じていて、ＤＰＦ内のキャリアー粒子の表面から、すなわちビーズ３０２が薬剤で被覆されているとき、薬剤を取り出し得るか、および／または薬剤パウダー凝集体およびドラッグオンドラッグ（ｄｒｕｇ−ｏｎ−ｄｒｕｇ）凝集体をデアグロメレートし得る。その後、薬剤粒子は、図４に示すような装置を通る気流の方向に基づいて、一次または主パウダー流れチャネル４０８から患者の肺および気道に堆積され得る。そのような「自己投与」シナリオは、従来の二成分または三成分の両方のＤＰＦ製剤、薬剤およびキャリアー／賦形剤粒子、および純薬剤パウダー製剤を効果的に投薬するのに有用であり得、ここでは、キャリアー粒子は存在しない。下記でさらに説明されるように、同様の効果を有する他の実施形態が可能である。
【００４０】
概して、装置４００の流れの抵抗は、入口１０２、ビーズ３０２、シース流れチャネル４０６、主パウダー流れチャネル４０８、および１つまたは複数の流れ迂回チャネル４１０の少なくとも１つの幾何学的形状および／または配置構成を変更することによって調整され得る。さらに、図５に示すように、流れ迂回チャネル４１０は、第２のハウジング４０４の本体の周りに放射状に配置され、およびシース流れチャネル４０６に流体接続され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、装置４００は、全く流れ迂回チャネルを含まなくてもよい。一実施形態では、流れ迂回チャネル４１０は迂回チャネルを含んでもよく、そこに第２のハウジング４０４の本体の周りに放射状に配置される複数の個々の側孔またはサイドチャネルを経由して空気が引き込まれる。しかしながら、他の実施形態が可能である。例えば、流れ迂回チャネル４１０は、シース流れチャネル４０６への異なる数および直径の個々のチャネルおよび入口点を含み得る。さらに、流れ迂回チャネル４１０の１つ以上は、主パウダー流れチャネル４０８を通って平行であっても、または主パウダー流れチャネル４０８と流体接続とし、それから発散してもよい。さらに他の実施形態が可能である。
【００４１】
迂回チャネル４１０の１つ以上は、弾性材料を除去するかまたはそれに挿入して、その「栓を外す」または「栓をする」ことなどにより「開放」または「閉鎖」され得る。これは、装置４００の抵抗全体の変化を生じ、それにより、装置４００を通る流速に影響を及ぼし得る。例えば、人は、「高」抵抗吸入器を通して同じ吸入努力で吸入するにもかかわらず、「低」抵抗吸入器を通して吸入するよりも低い吸息流速で吸入し得る。このようにして、装置４００は、患者のニーズに「最適」に応答するように「調整」され得る。換言すると、本開示による装置４００は、特定の患者のニーズに好適になるように合わせ得る。例えば、装置４００の抵抗は、ビーズの直径３０２に対してほぼ反比例し得る。従って、「より大きい」直径のビーズ３０２では、１つ以上の流れ迂回チャネル４１０が「閉鎖」されて装置の抵抗を増大させ、患者が、吸入能力の低下が発生し得ることに関係なく、適切な用量の薬物を受けるようにし得る。さらに、「開放」しているとき、流れ迂回チャネル４１０は、非層流、例えば渦流などが存在し得る領域では、パウダーの蓄積または集積を少なくとも部分的に防止し得るかまたは少なくとも最小限にし得ることが考えられる。そのようなハウジングアパーチャに対する様々な他の取り得る構成または配置構成が、少なくとも図１０〜１４に関連して下記でさらに詳細に説明される。
【００４２】
ここで図６を参照して説明すると、図４の第２の装置４００の図が断面図で示される。この例では、装置４００は、結合部６０６によって吸入器６０２のマウスピース６０４に結合され得、それにより、「通常」動作中のように、パウダーは、吸入器６０２を通って、その後、ビーズ３０２を含むチャンバ１０４まで流れることができる（図３も参照）。特に、穿刺部材６１２は、ＤＰＦ含有カプセル、ブリスター、または吸入器６０２の投与チャンバ６１６に入れられているようなパウダーリザーバ６１４に孔をあけ得るかまたは他の方法で穿孔し得る。その後、パウダーは、吸入器６０２を通って、マウスピース６０４および結合部６０６を経由して、ビーズ３０２が入れられているチャンバ１０４まで流れるようにされ得る。その後、ビーズ３０２は、チャンバ１０４内のＤＰＦパウダー集塊を分解およびエアロゾル化し、上述した通りの方法で患者の肺への薬物のより効果的な堆積をもたらし得る。
【００４３】
概して、結合部６０６は、例えば、熱可塑性／熱硬化性プラスチック、金属、ガラス、エラストマーなどの任意の材料またはそれらの組み合わせで形成された固定または撓み結合部であってもよく、および第１の端部６０８で吸入器６０２のマウスピース６０４に、および第２の端部６１０で装置４００に結合され得る。ここでは、材料は、パウダー粒子の吸引力を最小限にする表面特性を有することが好ましいことができる。結合部６０６は、吸入器６０２および装置４００の少なくとも一方に永久的に締結され得、例えばそれと一体的に形成され得るか、または吸入器６０２および装置４００の少なくとも一方に取り外し可能に締結され得る。例えば、「迅速な」接続／切り離しの実装例などでは、結合部６０６は、「スナップ嵌め」または「圧入」または「ねじり嵌め」機構などの１つにより、吸入器６０２に締結され得る。さらに他の実施形態が可能である。例えば、装置４００は、他の吸入器に「クリップで留められる」またはそうでなければ「結合」されることに限定され得ないことは認識される。さらに、本開示の態様は、任意のタイプのＤＰＦ用量封入システムと組み合わせて使用されてもよく、およびカプセル、ブリスター、またはリザーバ用量封入システムに限定され得ない。
【００４４】
図４に関連して上記で説明したように、患者は、カプセル、ブリスター、またはパウダーリザーバ４１４に孔をあけることによって装置４００を準備してから、吸入して、投与チャンバ４１２から入口１０２を経由して隣接するチャンバ１０４までパウダーを引き入れ、そのチャンバ内ではビーズ３０２が高速で振動しており、高エネルギー力を生じていて、キャリアー粒子の表面から薬剤を取り出し得る（例えば、ビーズ３０２が薬剤で被覆されているとき）、および／またはパウダー凝集体をデアグロメレートし得る。その後、薬剤粒子は、図４に示すような装置を通る気流の方向に基づいて、一次または主パウダー流れチャネル４０８から患者の肺および気道に堆積され得る。そのような「自己投与」シナリオは、従来の二成分または三成分の両方のＤＰＦ製剤、薬剤およびキャリアー／賦形剤粒子、および純薬剤パウダー製剤を効果的に投薬するのに少なくとも有用であり得、ここでは、キャリアー粒子は存在しない。しかしながら他の実施形態が可能である。
【００４５】
例えば、ここで具体的に図７を参照して、本開示による「強制投与」シナリオを説明する。特に、図４の第３の装置４００の図を図７に断面図で示す。この例では、装置４００の第１のハウジング４０２に取り外し可能に結合される結合部７０２が示されている。結合部７０２は、空気源７０６に取り外し可能に結合される入口７０４を含み得る。一実施形態では、患者以外の個人が穿刺部材７１０を使用して、カプセル、ブリスター、または結合部７０２のリザーバ７０８に孔をあけることによって装置４００を準備し得る。その後、空気源７０６が用いられ、強制的に空気を装置４００に通して、リザーバ７０８から入口１０２を経由して隣接するチャンバ１０４へパウダーを引き出し、チャンバ内ではビーズ３０２が高速で振動しており、高エネルギー力を生じていて、キャリアー粒子の表面から薬剤を取り出し得る（例えば、ビーズ３０２が薬剤で被覆されているとき）、および／またはパウダー凝集体をデアグロメレートし得る。その後、薬剤粒子は、図７に示すような装置を通る気流の方向に基づいて、一次または主パウダー流れチャネル４０８から患者の肺および気道に堆積され得る。
【００４６】
そのような「強制投与」シナリオは、例えば、意識喪失したかまたはそうでなければ不応答の人の緊急治療が必要とされ得るときに有用であり得る。例えば、装置４００は、応答者が、患者の肺に治療薬を投与できるようにし得る。さらに、第２のハウジング４０４は、それ自体が患者の口内に、または患者の鼻孔に一致するように適合された鼻アダプター内に配置されるように適合されたマウスピースを含み得るか、それに結合され得るか、またはその内部に他の方法で組み込まれ得る。図７の例では、装置４００の第２のハウジング４０４は、患者の口または鼻腔の内部にまたはその上に確実に位置決めされ得る。空気が応答者の肺から入口６０４へ吐出されると、装置４００は、患者の肺および気道に治療薬を堆積させるように起動または作動され得る。この例では、空気源７０６は、個人の肺に対応する。他の実施形態が可能である。例えば、いくつかの実施形態では、空気源７０６は、換気バッグ、機械的な人工呼吸器、機械的なポンプなどを含み得る。さらに他の実施形態が可能である。
【００４７】
少なくとも図６〜７は、例示的な装置４００が用量封入システムまたはパウダー源の外部の構造的特徴に結合されるかまたは取り付けられるシナリオを示す。しかしながら、他の実施形態が可能である。例えば、ここで図８を参照して説明すると、例示的な装置４００が用量封入システムまたはパウダー源の内部の構造的特徴に結合されるかまたは取り付けられるシナリオが示されている。特に、装置４００は、既存の吸入器の内部にあるパウダー分散機構と置き換わり得る。既存の吸入器の例は、ハンディヘイラー（ＨａｎｄｉＨａｌｅｒ）（登録商標）、ツイストヘラー（Ｔｗｉｓｔｈａｌｅｒ）（登録商標）、タービュヘイラー（Ｔｕｒｂｕｈａｌｅｒ）（登録商標）、ノボライザー（Ｎｏｖｏｌｉｚｅｒ）（登録商標）、プラスティエイプ（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ）ＲＳ０１（登録商標）、ターボスピン（Ｔｕｒｂｏｓｐｉｎ）（登録商標）ドライパウダー式吸入器などを含み得る。他の実施形態が可能である。
【００４８】
例えば、典型的な用量封入システムまたはパウダー源７１２は、一般的に、ＤＰＦの一部分を保持する用量モジュール７１４と、パウダー分散モジュール７１６と、実際に、ＤＰＦの用量を患者に送達するために使用されるマウスピースモジュール７１８とを含み得る。概して、パウダー分散モジュール７１６は、曲がりくねった経路を示してもよく、そこを、ＤＰＦは、流路へのその導入部とマウスピースモジュール７１８からの放出部との間を確実に進む必要がある。曲がりくねった経路は、ＤＰＦ凝集体を場合によりある程度分散させるだけでなく、流れ抵抗も追加し得る。本開示の原理によれば、用量封入システムまたはパウダー源７１２は、パウダー分散モジュール７１６を装置４００で、または入口、ビーズを備えるチャンバ、および装置４００と同様の出口を含む、装置４００のサブアセンブリで置き換えるように修正され得る。さらに、これは、装置４００の第２のハウジング４０４を含んでもまたは含まなくてもよく、ここでは、修正されている吸入器の既存の要素が代わりに使用され得る。この例では、装置４００は、用量封入システムまたはパウダー源７１２のＤＰＦの分散の効率を高め、および用量封入システムまたはパウダー源７１２内での流れに対する抵抗を低下させ得る。他の利益および利点も可能である。
【００４９】
ここで図９を参照して説明すると、図４の例示的な装置４００の単純化した概念的な例示的概略図が複数の構成で示されている。特に、装置４００のチャンバ１０４は、別のチャンバ１０４と直列構成９０２で、および別のチャンバ１０４と並列構成９０４で示されている。この例では、それぞれ、本開示の原理に従って構成された、それら自体の（例えば、２つ以上の）分散チャンバ内にある（例えば、必要に応じて例示的な装置４００の他の要素に加えて）複数の薬剤が直列または並列に結合され得ることが考えられる。さらに、任意の所望の直列／並列の組み合わせも形成され得ることが考えられる。例えば、直列構成９０２は、並列構成９０４と直列に結合され得る。別の例では、並列構成９０４は、単一の特定のチャンバ１０４などと直列に結合され得る。
【００５０】
さらに、ビーズ３０２のタイプおよび構成は、図９に関連して変更し得ることが考えられる。例えば、複数のチャンバ１０４が直列および／または並列に接続されると、それぞれの分散チャンバの１つ以上が、同様のビーズのサイズ、異なるビーズのサイズ、同様のビーズ材料、異なるビーズ材料などを有し得る。さらに、任意の所望の直列／並列の組み合わせが形成され得ることが考えられる。概して、ビーズ３０２のタイプおよび構成は、必要に応じて変化し得る。
【００５１】
そのような実装例は、多くの点で有益であり得る。例えば、併用療法では、１つの薬剤が特定の分散チャンバを通過し、および別の他の薬剤が別個の分散チャンバを通過し得るか、または両薬剤が同じ分散チャンバを通過し得る。さらに、分散チャンバの「下流」は、単一の分散チャンバに統合し得るか、または装置４００の長さ全体にわたって別々に保たれて、パウダーが装置から出されるまで混合しないようにし得る。さらに他の利益および／または利点も可能である。
【００５２】
ここで図１０を参照して説明すると、入口１００２および分散チャンバ１００４を有する第２の例示的なチューブ状本体１０００の断面図が本開示の原理に従って示される。多くの態様では、第２の例示的なチューブ状本体１０００は、少なくとも図１のチューブ状本体１００と同様である。例えば、入口１００２の流体流路は、長手方向軸Ｌに沿って変化するかまたはテーパが付けられる第１の内径１００６によって画定され、および分散チャンバ１００４の流体流路は、第２の内径１００８によって画定される。さらに、チューブ状本体１０００内の特定の位置に１つ以上のアパーチャ１０１０が形成されて、その使用中に空気または気流１０１２の二次供給（「チェイスエア（ｃｈａｓｅ  ａｉｒ）」と呼ばれることがある）がチューブ状本体１０００に入ること、チューブ状本体１０００内のパウダーの意図的でない蓄積または集積を防止するかまたは少なくとも最小限にすることを可能にする。特に、１つ以上のアパーチャ１０１０を通って流れる空気は、有利には、その空気の力がパウダーを隅１０１４から離れて一次空気ストリーム１０１６中へ押しやり、その後、上述したものと同様の方法で患者の肺内に堆積させるため、入口１００２に実質的に隣接するチューブ状本体１０００の内部の縁または隅１０１４内へのパウダーの意図的でない蓄積または集積を防止し得るかまたは少なくとも最小限にし得ることが認識される。とりわけ、これにより、患者の肺内へのパウダー堆積の効率が有利に高まり、パウダーの集積、すなわち、複数回用量吸入器装置としてのチャンバのその後の使用において除かれ得るが、結果的に、患者に送達される用量が過度となるパウダーの集積を防止し、および／またはパウダーの不所望な消耗を防止し得る。
【００５３】
加えてまたは代わりに、チューブ状本体１０００の隅１０１４は、チューブ状本体１００内のパウダーの意図的でない蓄積または集積を防止するかまたは少なくとも最小限にするために、丸みを帯びた面または曲面を示すように形成され得る。図１４は、特に、アパーチャ１０１０のない、丸みを帯びた面または曲面を示すように形成されたチューブ状本体１０００の隅１０１４を示す。他の実施形態が可能である。例えば、図１５は、特に、隅１０１４に対向するチューブ状本体１０００の端部に、丸みを帯びた面または曲面を示すように形成されたチューブ状本体１０００の隅１０１５を示す。さらに、チューブ状本体１０００内に、隅１０１５の近くにまたはそれに隣接してアパーチャ１０１７が形成され得る。加えてまたは代わりに、図１５に示すように、入口１００２の近くにまたはそれに隣接していると説明した任意の構造的特徴または要素は、入口１００２に対向するチューブ状本体１０００の端部に形成され得ると考えられる。この原理は、本開示に関連して説明されたそれぞれのチューブ状本体に適用可能である。さらに、隅１０１５および／またはアパーチャ１０１７の構成および特定の幾何学的形状は、必ずしも隅１０１４および／またはアパーチャ１０１０によって示されるものと同じである必要はない。例えば、図１５に示すようなチューブ状本体１０００は、図１２に示すものと同様に構成された第１の部分１０１９を有し得る一方、第２の部分１０２１は、図１５に示すものと同様に構成され得る。さらに多くの他の実施形態が可能である。
【００５４】
図１に示す段付き縁プロファイルなどの面間の明確な移行部を有する他のプロファイルと比較すると、そのような丸みを帯びた面または曲面は、パウダーが隅１０１４の部分に蓄積または接着するのをより効果的に防止し得ることが認識される。所望の流体の流れの特徴をもたらすことに加えて、アパーチャ１０１０および丸みを帯びた隅１０１４の一方または両方は、例えば射出成形により、チューブ状本体１０００の効率的なおよび効果的な製作をさらに容易にし得る。
【００５５】
図１０の例では、二次気流１０１２は、一次空気ストリーム１０１６に対して実質的にまたはほぼ平行な方向に、アパーチャ１０１０を通って分散チャンバ１００４内へと流れる空気を含む。多くの他の実施形態が可能である。例えば、ここで図１１を参照して説明すると、第２の例示的なチューブ状本体１０００の断面図が示され、それにより、アパーチャ１０１０は、二次気流１０１２が１つ以上のアパーチャ１０１０を通って、および一次空気ストリーム１０１６に対して実質的にまたはほぼ直交する方向に分散チャンバ１００４内へと流れる空気を含むように形成される。二次気流１０１２に関連する利益は、図１０に関連して上述したものと同様である。
【００５６】
さらに、チューブ状本体１０００が、図１１に示すようなアパーチャ１０１０の配置構成または構成と一緒に、図１０に示すようなアパーチャ１０１０の配置構成または構成を示すように製作されることが考えられる。すなわち、いずれの場合も、図１０または図１１に示すように、チューブ状本体１０００がアパーチャ１０１０を組み込むように製作されるシナリオでは、または図１０および図１１の両方に示すように、チューブ状本体１０００がアパーチャ１０１０を組み込むように製作される場合、アパーチャ１０１０の空間的な配置構成に加えて、アパーチャ１０１０の直径（すなわち、円形であるとき、しかしながら、他の多角形のアパーチャが考えられる）は、チューブ状本体１０００の所望の流体の流れの特徴が実現されるように画定され得ることが考えられる。例えば、アパーチャ１０１０は、チューブ状本体１０００内に画定されて、特定のパターンまたは対称性を示すようにし得、それにより、チューブ状本体１０００の隅１０１４内へのまたはその近くへのパウダーの蓄積または集積を防止するまたは少なくとも最小限にすることと並行して、患者の肺へのパウダーの堆積を促進する。さらに、アパーチャ１０１０は、例えば射出成形技術以外によって形成または画定され得ることが考えられる。
【００５７】
例えば、ここで図１２を参照して説明すると、第２の例示的なチューブ状本体１０００の断面図が示されており、これにより、入口１００２の本体および分散チャンバ１００４の本体は一体的ではなく、むしろ、別個のピースであるため、アパーチャ１０１０は、それら２つのピースが一般的に連結されるとき、入口１００２の本体と分散チャンバ１００４の本体との間の１つまたは複数の間隙によって形成される。この例では、アパーチャ１０１０は、二次気流１０１２が一次空気ストリーム１０１６および／または長手方向軸Ｌに対して実質的にまたはほぼ軸外し方向にアパーチャ１０１０を通って分散チャンバ１００４内へと流れる空気を含むように形成される。そのようなマルチピース配置構成または構成は、多くの異なる形態を取ってもよく、その場合、特定のマルチピース配置構成または構成は、実装例特有および／または場合により製作方法特有であり得るため、条件または仕様を、および場合により製作テクノロジーまたは技術を考案し得ると考えられる。
【００５８】
例えば、ここで図１３を参照して説明すると、本開示の原理による、入口１３０２および分散チャンバ１３０４を有する第３の例示的なチューブ状本体１３００の少なくとも断面図が示されている。多くの態様では、チューブ状本体１３００は、少なくとも図１０のチューブ状本体１０００と同様である。例えば、入口１３０２の流体流路は、長手方向軸Ｌに沿って変化するかまたはテーパが付けられる内径１３０６によって画定され、および分散チャンバ１３０４の流体流路は、内径１３０８によって画定される。さらに、入口１３０２の本体および分散チャンバ１３０４の本体は一体ではなく、むしろ別個のピースであるため、１つ以上のアパーチャ１３１０は、それら２つのピースが一般的に連結されるときに、入口１３０２の本体と分散チャンバ１３０４の本体との間の１つまたは複数の間隙によって形成される。より具体的には、切り欠き部１３１２を示すように分散チャンバ１３０４が形成され、および入口１３０２の本体および分散チャンバ１３０４の本体が一般的に結合されると、アパーチャ１３１０は、入口１３０２の本体と分散チャンバ１３０４の本体との間の間隙として形成される。概して、切り欠き部１３１２は、必要に応じて画定されて、特定の形状、パターン、および／または対称性を示し得るため、アパーチャ１３１０は、図１３に示すようなかみ合ったアセンブリおよび特に分散チャンバ１３０４の内部表面内へのまたはその近くへのパウダーの蓄積または集積を防止するかまたは少なくとも最小限にするのと並行して、患者の肺へのパウダーの堆積を促すことが考えられる。
【００５９】
本開示の特徴または態様は、多くの点で有益および／または有利であり得る。例えば、少なくとも上述の分散チャンバ内でのパウダーの集積または蓄積を最小限にするのを促進するために、チャンバの入口面の外側の隅は、入口面およびチャンバシリンダーの最も外側の縁にある間隙／孔を経由して「少」量の空気が最も外側の隅まで流れることができるように形成され得ることが考えられる。１つまたは複数の間隙の寸法は、十分な空気が最も外側の隅まで流れ、パウダーの集積を最小限にするかまたは防止することができるように、実質的には一掃するか、またはそこに捉えられたパウダーがまず第一に渦によって集積しないようにするために重要であり得る。流量は、依然として十分に少なく、ビーズの線形振動の特徴、およびチャンバに存在する、空気がチャンバへの主入口まで流れるときにビーズを入口の方へ戻るように吸引する負圧場を変更しないようにし、ならびに流量は、ビーズを振動させるのに必要なレベルを上回る。「隅の空気の流れ」は、隅にある孔を経由し得るか、またはシリンダーを構成する組み合わせ部品の設計によって生じた設計上の間隙を経由し得る。主流の約２５％未満、主流の約１０％未満、主流の約５％未満、または主流の約１％未満が、隅に堆積されたパウダーの特徴および物理的特性およびそれらの構成要素に依存して、隅へのパウダー集積を防止し得ることが考えられる。
【００６０】
追加的な構造的特徴は、ビーズによるチャンバ内でのパウダー集塊の分解および分散をさらに改善し得る。追加的な構造的特徴は、図２１に示すように、吸入器２１００のチャンバにリブ２１０２を含み得、これは、ビーズの周方向運動を抑制して、ビーズを軸方向運動に制限する。これは、チャンバ内でのビーズ振動の速度および周波数を増加させ得る。さらに、ビーズがチャンバから出ないように保つ保持用構造的特徴２２１６が、図２２に断面図で示すようなウィングから構成され得る。保持用構造的特徴２２１６としてのウィングは、いくつかの考えられる利益の中でも特に、吸入器抵抗を低下させ、およびビーズの速度およびまたは周波数を増加させるなど、設計にいくつかの利益をもたらし得る。いくつかの実施形態では、図２３に示すように、２つ以上のビーズ２３０４が単一のチャンバに配置され得、これは、チャンバ内のパウダー集塊の分解および分散を改善し得る。
【００６１】
吸入器２４００の特定の実施形態は、用量封入および送達システムとしてプラスティエイプ（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ）ＲＳ０１ドライパウダー式吸入器（プラスティエイプ社（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ  Ｓ．ｐ．ａ）、イタリア）を使用して形成された。この実施形態は、プラスティエイプ（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ）ＲＳ０１からカプセル穿刺および用量送達システムを使用して、パウダーを、図２４〜２５に示すような振動アクチュエータ、球状ビーズを備えるチャンバに供給する。カプセル２４０２を穿刺後、空気は入口通路２４０４を通って流れ、および穿刺されたカプセル２４０２は、穿刺チャンバ２４０８から上昇され、およびその軸の周りで回転し、カプセル２４０２を効率的に空にする。回転するカプセル２４０２を出るエアロゾル化されたパウダーは、整流要素２４０６の機能を果たす格子を通って流れ、および振動する球状ビーズを備えるチャンバに供給される。設計は、プラスティエイプ（Ｐｌａｓｔｉａｐｅ）ＲＳ０１吸入器から入口直径１０６まで円錐台形入口を用いる。この設計を備えるネクストジェネレーションインパクター（ＮＧＩ：Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｉｍｐａｃｔｏｒ）を使用する実験は、いくつかの異なる医薬品有効成分（ＡＰＩ：ａｃｔｉｖｅ  ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）を備える７０％超の放出された微粒子画分（％ＦＰＦ：ｆｉｎｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｆｒａｃｔｉｏｎ、切断された微粒子＜５．３μｍ）を示した。放出された微粒子画分（％ＦＰＦ）は、吸入器から放出された質量によって除算される切断直径を下回る放出された質量の分画であると定義される。実験は、２および４ｋＰａで、ラクトースブレンド中に２０ｍｇの２０％バルデナフィル（ＨＣｌ）２を備えるこの実施形態を試験して実施された。この吸入器２４００は、２つの迂回チャネルが開放している状態で、ｄビーズ＝４．００ｍｍ、ｄ入口＝２．７２ｍｍ、ｄチャンバ＝５．８９ｍｍ、ｌチャンバ＝１０ｍｍを使用し、これにより、抵抗＝０．１０４（ｃｍ  Ｈ２Ｏ０．５／ＬＰＭ）を生じた。結果は、図２６に示すように、この実施形態が２および４ｋＰａにおいて同様のエアロゾル性能を達成したことを示す。
【００６２】
一般に、ドライパウダー式吸入器内の吸入器装置構成要素への薬剤パウダー堆積は、空気の流速と共に変化する。実験は、図２４および図２５に示す実施形態を使用して実施された。この吸入器は、２つの迂回チャネルを備える、ｄビーズ＝４．００ｍｍ、ｄ入口＝２．７２ｍｍ、ｄチャンバ＝５．８９ｍｍ、ｌチャンバ＝１０ｍｍを使用し、これにより、抵抗＝０．１０４（ｃｍ  Ｈ２Ｏ０．５／ＬＰＭ）を生じた。吸入器は、２０ｍｇの２０％のバルデナフィル（ＨＣｌ）２を充填され、および図２７に、カプセル封入２４００、分散チャンバ１０４およびビーズ３０４、およびマウスピース４０６の構成要素に堆積された薬剤量が示される。吸入器は、６０および１５０ＬＰＭ（それぞれ４および２４ｋＰａ）で試験された。驚くべきことに、表４に示すように、吸入器の流れが２５０％増加したにもかかわらず、％質量での薬剤堆積は、分散チャンバ１０４、ビーズ３０４、およびマウスピース４０８のセクションにおいてほとんど変化しなかった。
【００６３】
【表３】
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構造的特徴および／または方法論的行為に特有の言語で主題を説明したが、添付の特許請求の範囲において定義された主題は、必ずしも上述の特定の特徴または行為に限定されないことを理解されたい。むしろ、上述の特定の特徴および行為は、特許請求の範囲を実装するための例示的な形態として開示される。
【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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【国際調査報告】
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