(57)【要約】  微小液滴繰り出し装置及び方法が説明され、そこでは装置は、圧電アクチュエータを備えてもよく、該圧電アクチュエータは、予圧する力の下で、薬品パッケージに作動的に結合される圧電チップを有する。アクチュエータは、薬品パッケージ内に音響圧力を発生させるように構成され、それによって、薬剤の液滴を、開口部から、例えば、眼の角膜表面に投与する。圧電アクチュエータは、薬品パッケージに結合する、又は薬品パッケージから切り離すことが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小液滴を放出するためのシステムであって：
接触部分を有するアクチュエータと；
薬品パッケージであって、該薬品パッケージは、自身の第１端部に開口部を定義する導管と、前記導管の第２端部の近くの又は該第２端部における流体貯蔵部と、該開口部と該流体貯蔵部との間にある音響キャビティとを有し、その結果として、前記音響キャビティは、前記開口部及び前記流体貯蔵部と流体連通状態にある、薬品パッケージと；
を備え、
前記薬品パッケージは、前記アクチュエータから取り外し可能に分離でき、且つまた、前記音響キャビティを、前記アクチュエータの前記接触部分に一列に整列させるように位置決め可能であり、その結果として、前記音響キャビティに対する前記接触部分の変位が、前記導管を通して１つ以上の音響パルスを作り出し、それによって、前記開口部を通して１つ以上の微小液滴を射出する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、圧電チップを備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記圧電チップは、１〜５ミクロンの変位を有するように構成される、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、
前記圧電チップは、バイアス部材に取り付けられ、該バイアス部材は、整列された場合、クランプ力を、前記接触部分を通して、且つ前記音響キャビティに対して伝達する、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部は、眼薬成分を含有する膨れ部を備える、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部は、約１０００μＬの体積を有する、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部と前記音響キャビティとの間の距離は、約５〜１５ｍｍである、システム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、
前記音響キャビティと前記開口部との間の距離は、約３０〜６０ｍｍである、システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、
該システムは、前記音響キャビティと前記流体貯蔵部との間の導管に沿って位置決めされる絞り部を更に備え、それによって、前記流体貯蔵部の中への音響圧力波の伝搬を制限する、システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、
前記音響キャビティは、３０〜１００μＬの体積を有する、システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムであって、
前記開口部は、８０〜１２０ミクロンの直径を有する、システム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、１０Ｈｚから３０ＫＨｚの周波数で、前記開口部を通して前記微小液滴を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、
各微小液滴は、５００ｐＬの体積を有する、システム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、１μＬ／秒の平均速度で、前記微小液滴を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、３３Ｈｚの周波数で、各々が５００ｐＬの体積を有する前記微小液滴を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、予め決められた時間間隔で、前記微小液滴を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１７】
請求項１に記載のシステムであって、
メガネを更に備え、該メガネの上に前記システムが取り付けられる、システム。
【請求項１８】
微小液滴を放出する方法であって：
接触部分を有するアクチュエータを薬品パッケージに一列に整列させるステップであって、該薬品パッケージは、自身の第１端部に開口部を定義する導管と、前記導管の第２端部の近くの又は該第２端部における流体貯蔵部と、該開口部と該流体貯蔵部との間の音響キャビティとを有し、その結果として、前記音響キャビティは前記開口部及び前記流体貯蔵部と流体連通状態にあり、そこでは前記接触部分は、前記音響キャビティに一列に整列される、ステップと；
前記アクチュエータの前記接触部分を前記音響キャビティに対して変位させるステップであって、その結果として、１つ以上の音響パルスが、前記導管を通して作り出される、ステップと；
前記開口部を通して、１つ以上の微小液滴を射出するステップと；
を備える、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記アクチュエータから前記薬品パッケージを除去するステップを更に備える、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、
前記変位させるステップは、前記接触部分を変位させる圧電チップを作動させることを備える、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記変位させるステップは、前記接触部分を１〜５ミクロン変位させることを備える、方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法であって、
前記一列に整列させるステップは、整列された場合、クランプ力を、前記接触部分を通して、且つ前記音響キャビティに対して、加えることを備える、方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、目薬成分の射出を備える、方法。
【請求項２４】
請求項１８に記載の方法であって、
前記音響キャビティから、且つ前記流体貯蔵部の中への、音響圧力波の伝搬を制限するステップを更に備える、方法。
【請求項２５】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、１０Ｈｚから３０ＫＨｚの周波数で、前記開口部を通して、１つ以上の微小液滴を投与することを備える、方法。
【請求項２６】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、各々が５００ｐＬの体積を有する１つ以上の微小液滴を投与することを備える、方法。
【請求項２７】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、１μＬ／秒の平均速度で、１つ以上の微小液滴を投与することを備える、方法。
【請求項２８】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、３３Ｈｚの周波数で、各々が５００ｐＬの体積を有する１つ以上の微小液滴を投与することを備える、方法。
【請求項２９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、予め決められた時間間隔で、１つ以上の微小液滴を投与することを備える、方法。
【請求項３０】
請求項１８に記載の方法であって、
前記開口部を、治療されるべき患者の眼に近接して位置決めするステップを更に備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願への相互参照］
この出願は、２０１５年１月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／１２５，０７３号に対する優先権の利益を主張し、該米国仮特許出願の内容は、その全体において、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
この開示は、眼の表面のような組織領域上に、１つ以上の薬剤を繰り出すための装置及び方法に関し、その目的は、任意の数の状態を治療することであり、例えば、代替的涙を連続的に繰り出すことによって、深刻なケースの慢性的な眼球乾燥症候群（ＤＥＳ）を和らげることである。
【背景技術】
【０００３】
ＤＥＳは、涙生成の不足によって引き起こされ、眼の乾燥、ざらつき、痛み、連続的な不快感、視覚障害、灼熱感と刺すような感覚、及び角膜損傷のリスクという症状を伴う。
【０００４】
現在の治療は、主として、補足的な点眼薬を含む対症療法的なものであり、ここで点眼薬は、人工的な涙として作用し、それによって、一時的な苦痛軽減を提供すると共に、眼の表面を保護する。しかしながら、深刻な場合のＤＥＳでは、非常に頻繁な投薬が要求され、そのような頻繁な投薬は、多くの場合、従うのが実際的ではない。従って、深刻なＤＥＳでは、上述のいらだたせる症状は、長く続くと共に、心理的効果及び物理的効果の両方において衰弱させるものであり得る。ＤＥＳは、視覚に関連した日々の活動の低下、身体的苦痛、及び連続的な不快さのために、生活の質に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、実際的でない、頻繁な投薬を克服するものである。本発明は、使い捨てのアンプルを提供し、該アンプルは、アイウェア商品対して個別的に取り付け可能であり、且つ、極端に小さな液滴を、眼の表面に向けて、十分に涙の代替となるものを提供する速度で、連続的又は間欠的に発射するように構成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、慢性的な眼球乾燥症候群を治療するための、着用可能な小型の微小液滴射出装置を提供する。装置は、使い捨ての薬品パッケージ及び圧電アクチュエータを備える。薬品パッケージは、微小液滴を投与するように構成されるが、ここで投与は、使い捨ての薬品パッケージの外部表面上に、圧電アクチュエータによって加えられる音響パルスを用いて行われる。本発明では、薬品パッケージは、圧電アクチュエータから切り離すことが可能であり、これによって、使用されたパッケージを廃棄することが可能であるが、その一方で、圧電アクチュエータは、別の薬品パッケージと共に再利用される。本発明は、任意の数の状態を治療するための、経済的で費用効果の高いアプローチを提供するが、このためには、１つ以上の薬剤を繰り出すことが望ましい。慢性的なＤＥＳの状態に対する治療は、例証的な目的のためだけに、本明細書では説明されるが、説明される装置及び方法は、任意の数の異なる状態に対して、及びＤＥＳの治療に限定されない任意の数の薬剤の繰り出しに対して、適用してもよい。
【０００７】
圧電アクチュエータは、メガネ又はサングラスのようなアイウェア商品のつるに、感圧接着剤、機械的バネクリップなどを用いることによって、取り外し可能に取り付けられる。使い捨ての薬品パッケージは、アクチュエータの中に挿入され、その結果として、投与ノズルがアイウェア商品のレンズに向けて延ばされ、且つ、その後、眼に向けて、レンズ表面の上方で後方に曲げられる。液滴は、予め決められた時間間隔に基づいて、十分に涙の代替となるものを提供する速度及び累積的体積で、眼の表面に向けて投与される。投与速度は、患者の涙生成不足に基づいて調節することが可能であるが、ここで患者の涙生成不足は、これに限定されるものではないが、シルマー（Ｓｃｈｉｒｅｒ）の試験手続きのような基礎的な分泌試験によって、決定してもよい。
【０００８】
一実施形態において、薬品パッケージは、成形同時充填パッケージで構成される、又は保存剤を含まない、涙の代替となるものの眼薬製剤を含有するアンプルから構成される。製剤は、ポリマーを含有する水溶液から構成されてもよく、ここでポリマーは、ポリビニルアルコール、ポビドン・ヒドロキシプロピル、メチルセルロース、ポロクサマー、カルボキシメチル、又はセルロース・ヒドロキシエチルのようなものである。
【０００９】
本発明の装置で使用される可能性のある、眼球乾燥症候群の治療のための様々な製剤は、ＰＣＴ特許公開である国際公開第２００１／０４６１３４Ａ１号において、及び米国特許出願公開第２０１３／０５３０４２Ａ１号、米国特許出願公開第２０１４／０２７４９１０Ａ１号、米国特許出願公開第２０１４／０２４２０２２Ａ１号、米国特許出願公開第２００１／００３６４４９Ａ１号、米国特許出願公開第２０１２／００７０４６７Ａ１号において、及び米国特許第８，７２２，７２８Ｂ２号において開示された。
【００１０】
成分としては、テトラサイクリン、シクロスポリン・ピロカルピン、又はシクロスポリンＡのような、抗炎症性の副腎皮質ステロイド外用薬を含んでもよい。
【００１１】
深刻な場合のＤＥＳを和らげるのには、自家血清又は臍帯血清の適用が使用される可能性がある。
【００１２】
次の出版物で開示される人工涙製剤が使用される可能性もある。
１．Ｍｕｒｕｂｅ  Ｊ，  Ｐａｔｅｒｓｏｎ  Ａ，  Ｍｕｒｕｂｅ  Ｅ．  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｔｅａｒｓ：Ｉ．  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ａｄｖ．Ｅｘｐ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ．  １９９８ａ；４３８：６９３−７０４．４９．
２．Ｍｕｒｕｂｅ  Ｊ，  Ｍｕｒｕｂｅ  Ｅ，  Ｚｈｕｏ  Ｃ．  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  ｔｅａｒｓ：ＩＩ．  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  ｆｏｒｍｕｌａｓ．  Ａｄｖ  Ｅｘｐ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ．  １９９８ｂ；４３８：７０５−７１５．
【００１３】
上の文献の全てに関連する開示は、それら全体において、及び任意の目的に対して、参照によって本明細書に組み込まれる。これら文献には、米国特許出願公開第２０１２／００７０４６７号が含まれるが、該米国特許出願公開は、様々な眼薬成分及び治療法を説明しており、これらは、人工涙に関するものではないが、しかし本発明で使用される可能性がある。
【００１４】
人工涙の市販の製剤もまた、本発明で使用される可能性がある。市販の製剤は、例えば、Ｏｐｔｉｖｅ（登録商標）（Ａｌｌｅｒｇｅｎ，Ｉｎｃ，Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ，ＵＳＡ）、又はＳｏｏｔｈｅ（登録商標）（Ｂａｕｓｃｈ  ａｎｄ  Ｌｏｍｂ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＮＹ，ＵＳＡ）、又はＳｙｓｔａｎｅ（登録商標）（Ａｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｆｏｒｔ  Ｗｏｒｔｈ，ＴＸ，ＵＳＡ）である。
【００１５】
薬品パッケージは、その外側表面上へのパルス変位誘導に呼応して、微小液滴を投与するように構成される。パッケージは、ポリエチレン・テレフタレート、ポリエチレン、又はポリプロピレンのような熱可塑性ポリマーから成る。薬品パッケージは、薬品貯蔵部、音響キャビティ、及び開口部を含む。薬品パッケージは、薬品貯蔵部と音響キャビティとの間をつなぐ第１流体経路と、音響キャビティと開口部との間をつなぐ第２流体経路とを含む。薬品パッケージは、薬品貯蔵部、音響キャビティ及び経路を満たす眼薬製剤を含有する。音響キャビティは、薄い壁構造によって封じられる、小さな流体エンクロージャから構成される。薄い壁構造の上にパルス変位が加えられると、キャビティ中の液体内に、音響圧力が生じる。音響圧力は、その後、流体経路を通って開口部に向けて伝搬され、そこで、液滴が開口部から射出される。単一の液滴が、各パルス変位に続いて射出される。パルス変位という用語は、変位が、好ましくは１０〜１０００μｓの、そしてより好ましくは８０〜３００μｓ（マイクロ秒）の短いデューティサイクルを有することを意味する。メンブレンの変位振幅は、通常、約１、２、３又は４μｍであり、且つ、一般に、１０μｍよりも小さい。
【００１６】
好ましくは、装置は、高い周波数で動作する。液滴射出周波数は、１Ｈｚから３０ＫＨｚの間にある。
【００１７】
液滴体積は、一般に、１００ｐＬから１０００ｐＬの間にあり、且つ開口部のサイズは、通常、８０μｍから１２０μｍの間にある。強い音響パルスは、小さな付属液滴を形成するという結果になる可能性があり、そのような小さな付属液滴は、多方向に分散し、望ましくない。
【００１８】
幾つかの実施形態において、装置は発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、液滴が射出される前に、発光ダイオードは、輝く又は明滅する。このように、ユーザは、１秒、２秒、又は３秒の期間の間、自身のまぶたを広く開いているように注意喚起される。そのような実施形態において、装置は、２０分、３０分、４５分、又は６０分ごとに、自動的に投与するであろう。装置は、一般に、バーストモードで投与するであろう。ここでバーストモードとは、予め決められた時間期間ごとに繰り返される、予め決められた数の振動である。どのバーストも、ある体積を投与するが、ここである体積とは、振動の数と各液滴の体積との算術積に等しい。従って、例えば、もし液滴体積が５００ｐＬであり、且つバーストが１０００回の振動から成る場合、その時は、全体積は、５００，０００ｐＬ又は０．５μＬ（マイクロ・リットル）である。１つのバーストは、任意の数の振動から成ってもよいが、しかし通常、１００００よりも少ない。この制限は、圧電チップの技術仕様に関係する。バースト間の時間間隔は、通常、６０分よりも小さい。幾つかの実施形態において、装置は、ユーザに警告することなく、短い時間間隔ごとに、小さな体積を連続的に投与してもよい。このように、１つのバーストの液滴は、まぶたの瞬きのために、眼の表面からそれるかもしれないが、長い期間にわたる全投与量の繰り出しに実質的に影響を与えることはない。
【００１９】
使用していない期間の間に、眼薬製剤が乾燥し、且つ、例えば、一晩の間に、開口部が詰まってしまう、というような危険も存在する。本発明において、装置は、開口部で眼薬製剤が乾燥するのを保護するために、１０分、２０分、又は３０分ごとに、少なくとも１つの液滴を射出するように構成される。
【００２０】
アクチュエータは、一体化した同時焼成のセラミック圧電スタックから構成され、該セラミック圧電スタックは、比較的低い電圧入力（通常、１００ボルトよりも小さい）に呼応して、大きな変位を生成することが可能である。圧電スタック（幾つかの製造業者によって、圧電チップ又はピエゾチップとして定義される）は、複数の圧電素子の一体化スタックから成り、それ故に、その合計の変位は、スタックにおける全ての素子の累積的変位である。本発明において、圧電スタックは、音響チャンバの薄壁構造に対抗して、バネによって予圧されている。このように、薬品パッケージは、除去すると共に取り替えることが可能であり、その一方で、圧電スタックは、別の薬品パッケージと共に再利用することが可能である。一実施形態において、薬品パッケージは、医薬液体のパッケージ化において通常使用される、無菌の成形同時充填プロセスによって製造される。そのようなプロセスは、例えば、米国特許出願公開第２０１３／０３４５６７２Ａ１号、米国特許出願公開第２０１２／００１７８９８号、及び米国特許第５，６２４，０５７号で説明されており、これらの各々は、その全体において、及び任意の目的に対して、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２１】
装置は電子回路を更に含み、該電子回路は、電気パルスを発生させ、且つこれを圧電スタックに伝達するように構成される。回路の製造プロセスは、回路のサイズを減少させる、超小型電子機器パッケージ化技術を組み込む。回路はハーフ・ブリッジ・ドライバで構成され、該ハーフ・ブリッジ・ドライバは、ハーフ・ブリッジ・ドライバ・チップ及び２つのＭＯＳＦＥＴトランジスタを含む。ハーフ・ブリッジ・ドライバは、入力信号を受信し、且つスイッチング出力信号を送信するが、ここで該スイッチング出力信号は、一対のＭＯＳＦＥＴトランジスタを、順次、「オン」及び「オフ」に駆動する。このように、ハーフ・ブリッジ・ドライバは、低電圧入力信号を、圧電スタックを駆動できる高パワー電気パルスに変換する。回路は、出力をより高い電圧レバーへと増加させる、インダクタを更に含む。好ましくは、インダクタのインダクタンス及び圧電スタックのキャパシタンスは、選択された出力周波数で共振して動作するように調整される。ハーフ・ブリッジ・ドライバ・チップへ送信される入力信号は、マイクロプロセッサによって、又は信号発生器ＩＣ（集積回路）によって発生させてもよい。一実施形態において、ドライバ、トランジスタ、及びマイクロプロセッサは、単一の集積回路上に製作される。好ましくは、そのようなＩＣは、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）パッケージ化プロセスを利用して、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に直接取り付けられると共に封じ込められる。超小型電子機器の分野において、ＣＯＢは、回路のサイズを減少させるために使用される。本発明では、回路の入力電圧は、好ましくは５ボルト未満であり、且つより好ましくは３ボルト未満であり、且つ更により好ましくは１．５ボルト未満である。
【００２２】
エネルギー源は、リチウムポリマーのような再充電可能なバッテリによって供給される。好ましくは、バッテリは、約０．５ｍｍから２ｍｍの厚さを有する平らなシートとしてパッケージ化される。好ましくは、バッテリの幅及び長さは、ＰＣＢの幅及び長さに等しい。バッテリは、誘導充電によってワイヤレスで再充電してもよく、その場合、エネルギーは、装置と外部充電器との間の誘導結合によって伝達される。
【００２３】
本発明の一般的な性質及び、その特徴及び利点をこのように要約した後では、本発明のある好ましい実施形態及び変更例は、続く図面を参照する本明細書の詳細な説明から、当業者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のある実施形態に従う、互いに分離された圧電アクチュエータ及び薬品パッケージの簡単化された分解立体図である。
【図２】本発明のある実施形態に従う、作動的に結合された圧電アクチュエータ及び薬品パッケージの簡単化された図である。
【図３】本発明のある実施形態に従う投与開口部の断面図である。
【図４】本発明のある実施形態に従う、開口部の保護テープを示す投与装置の斜視図である。
【図５】本発明のある実施形態に従う、分離された薬品パッケージと共に、メガネのフレームに取り付けられた圧電アクチュエータを例示する図である。
【図５Ａ】本発明のある実施形態に従う、薬品パッケージに作動的に結合されると共に、メガネのフレームに取り付けられた圧電アクチュエータを例示する図である。
【図６】本発明のある実施形態に従う、圧電チップによってクランプされた音響キャビティの断面形状を示す、薬品パッケージの音響キャビティを通る詳細Ａと名前が記された断面図を例示する図である。
【図６Ａ】本発明のある実施形態に従う、図６の詳細Ａの場所を例示する図である。
【図７】圧電アクチュエータ及び薬品パッケージが作動的に結合された状態で、眼に対して薬品パッケージを調節する方法を例示する図である。
【図８】本発明のある実施形態に従う、バネクリップを使用して、メガネのフレームに圧電アクチュエータを取り付ける代替的方法を例示する図である。
【図９】本発明のある実施形態に従う、流体経路を示す薬品パッケージの厚さ部分を貫通する断面図を例示したものである。図９中のＡは図９における図解に関する断面の方向を含む、薬品パッケージの側面図を例示したものである。図９中のＢは本発明のある実施形態に従う薬品パッケージの上面図を例示したものである。図９中のＣは音響波の伝搬を制限する狭い部分の詳細図を含む流体経路の拡大図を例示したものである。
【図１０】本発明のある実施形態に従う、圧電アクチュエータの電子回路の模式図を例示したものである。
【図１１】本発明のある実施形態に従う、メガネのつる内のキャビティの中に一体的に取り付けられた圧電アクチュエータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書で説明される実施形態は、任意の回数の治療のために、例えば眼球乾燥症候群（ＤＥＳ）のために、眼の表面に１つ以上の流体薬剤を繰り出すための装置に関する。慢性的なＤＥＳの状態に対する治療は、本明細書では例証的な目的のためだけに説明されるが、説明される装置及び方法は、ＤＥＳの治療に限定されない、任意の数の異なる状態に対して、及び任意の数の製剤を繰り出すために、適用してもよい。
【００２６】
本明細書で説明されるシステム及び方法において、液滴は、高い周波数で、しかし単一の液滴の形態で、投与される。液滴は、約数百ピコリットルから約１ナノリットルまでの範囲にある、極端に小さな体積を有する。そのような体積の液滴は、瞬きの反射運動を引き起こさず、且つ極めて小さな体積増加での繰り出しは、自然な涙生成を厳密に模擬することが可能である。
【００２７】
第１態様の実施形態において、投与装置は、有利なことに、使い捨ての、取り外し可能な又は分離可能な薬品パッケージを利用し、その一方で、望ましいことには、続く更なる使用に対して、圧電アクチュエータ又はトランスデューサを保持し、それによって、更なる動作のために、圧電アクチュエータ又はトランスデューサを再使用することで、経済的で費用効果の高いアプローチを提供する。
【００２８】
第２態様において、薬品パッケージは、細長いノズル又は導管を含み、ノズル又は導管は、眼の表面に対して近位の位置にある開口部を含み、その一方で、圧電アクチュエータは眼に対して遠位の位置にある。
【００２９】
説明が様々な実施形態の特定の詳細を明らかにする一方で、説明は単に例証的であり、且つ本発明を限定するような方法において解釈されるべきではない、ということが正しく認識されるであろう。更に、本発明の様々な応用、及び本発明に対する変更例（これらは、当業者に対して生じる可能性がある）もまた、本明細書で説明される一般的な概念によって包含される。
【００３０】
図１及び図２は、幾つかの実施形態に従う圧電アクチュエータ（１１０）を例示する。圧電アクチュエータは圧電チップ（１１４）で構成され、圧電チップ（１１４）は、予圧する力の下で薬品パッケージ（１２０）に作動的に結合される。アクチュエータ（１１０）は、薬品パッケージ内で音響圧力を発生させるように構成され、それによって、眼薬成分の液滴を、開口部（１２４）から眼の角膜表面に投与する。圧電アクチュエータ（１１０）は、薬品パッケージに結合する、又は薬品パッケージから切り離すことが可能であるが、このことは、図１及び図２示される通りであり、且つ本明細書で以下に更に説明される通りである。
【００３１】
図１に例示されるように、装置（１００）は、薬品パッケージ（１２０）及び圧電アクチュエータ（１１０）を含む。薬品パッケージ（１２０）は熱可塑性樹脂体で構成され、該熱可塑性樹脂体は、投与されるべき眼薬成分を含有する膨れ部（１２２）を含む。薬品パッケージ（１１０）は、細長いノズル又は導管（１２６）を更に含み、該細長いノズル又は導管（１２６）は、膨れ部から延び、且つ先端部分（１２７）で終端する。導管（１２６）は、膨れ部（１２２）と流体連通状態にある内部流体経路（図示せず）を含む。導管（１２６）は、先端（１２７）に対して近位にある投与開口部（１２４）と、先端に対して遠位にあると共に膨れ部（１２２）に対して近位にある音響キャビティ（１２３）とを更に含む。幾つかの実施形態において、膨れ部（１２２）と音響キャビティとの間の距離は、約５〜１５ｍｍであり、且つ音響キャビティ（１２３）と開口部との間の距離は、３０〜６０ｍｍである。このように、圧電アクチュエータ（１１０）は、都合の良いことに、投与開口部（１２４）又は眼に対して遠位にある。
【００３２】
音響キャビティ（１２３）は、薄壁メンブレン（１２３−Ａ）によって封じられた円筒チャンバを備える。薄壁メンブレン（１２３−Ａ）の表面上に、パルス変位がアクチュエータ（１１０）によって加えられるたびに、薬品パッケージ（１２０）は、微小液滴を投与するように構成される。そのようなパルス変位は、音響キャビティ（１２３）内に音響圧力を発生させ、該音響圧力は、その後、開口部（１２４）に向けて、導管（１２６）の中の流体を通って伝搬し、そこで液滴は、単一の滴の形態において、涙生成不足を補うように調節された平均速度で、投与される。
【００３３】
圧電アクチュエータ（１１０）は、圧電クランプ及び電子回路を備える。圧電クランプは、音響キャビティにパルス変位を加えるように構成されるが、その一方で、圧電アクチュエータは、バネ圧力の下でクランプされている。
【００３４】
圧電アクチュエータ（１１０）は、選択された周波数で電気パルスを発生させることが可能なプリント回路基板（ＰＣＢ)１１５を備える。図２を参照すると、ＰＣＢ（１１５）はまた、薬品パッケージ（１２０）を支持するための剛体基板として機能し、その一方で、圧電チップ（１１４）によって予圧されている、ということが分かる。圧電チップ（１１４）は、「Ｌ」形状バネ部材（１１１）の自由端部に取り付けられ、その一方で、バネの反対側端部は、２つの脚部（１１１−Ｂ）に分割され、各々がハンダ接合によってＰＣＢに取り付けられる、ということが分かる。圧電チップ（１１４）は、以下に限定されるものではないが、ＬＯＣＴＩＴＥＲ  ＨｙｓｏＩＲ  ｔｙｐｅ  Ｅ−３０ＣＬのような構造的エポキシ接着剤によって、自由端部（１１１−Ｃ）に取り付けられる。バネ部材（１１１）は、約５〜１０ニュートンの力を加えることによって、表面（１２３−Ａ）に対して圧電チップ（１１４）を予圧するように、寸法設定される。幾つかの実施形態において、バネ部材（１１１）は、ベリリウム銅から成る。幾つかの実施形態において、バネ部材（１１１）は、ニッケルメッキを施したバネ鋼鉄から成る。バネの厚さは、０．３〜０．７ｍｍの範囲にある。
【００３５】
薬品パッケージ（１２０）は、矢印（１２７−ＩＮ）及び（１２７−ＯＵＴ）によって示される方向において、アクチュエータ（１１０）の中に挿入してもよい、又はアクチュエータ（１１０）から除去してもよい。図１は、圧電アクチュエータ（１１０）から切り離された薬品パッケージ（１２０）を示す装置（１００）の分解立体図を例示し、且つ図２は、アクチュエータ（１１０）に作動的に結合された薬品パッケージ（１２０）を例示する。
【００３６】
圧電チップ（１１４）は、一体化した同時焼成の圧電セラミックスタックであるモデルＰＡ３ＣＥで構成され、これは、Ｔｈｏｒｌａｂｓ  Ｉｎｃ．，Ｎｅｗｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡによって販売される。チップは、交流電圧の入力の下で伸縮する。同時焼成された圧電セラミックスタックは、大きな変位を生成し、一般に、変位は１〜５ミクロンの範囲である。比較すると、単結晶圧電素子は０．１〜０．５ミクロンの範囲の変位を生成し、それ故に、通常、振動構造体への構造的な取り付けを必要とする。従って、本発明では、同時焼成された圧電セラミックスタックによって、薬品パッケージの分離が可能になると共に、ＤＥＳの治療のための、経済的でコスト効果が高く、しかも実際的な解決策が可能になる。
【００３７】
アクチュエータ（１１０）の底面は、保護フィルム（図示せず）を備えた感圧フィルム接着剤（１１６）を用いて、メガネのフレームに取り付け可能であり、ここで保護フィルムは、アクチュエータがメガネのつるに取り付けられる前に剥離される。
【００３８】
回路（１１５）は、バッテリ（１１３）からＤＣ電力を受け取り、且つ圧電チップ（１１４）へ伝達される電気パルスを発生させ、圧電チップは、続いて、音響キャビティ（１２３）の表面（１２３−Ａ）に対して変位のパルスを発生させる。
【００３９】
幾つかの実施形態において、バッテリは、リチウムポリマー化学作用に基づき、且つ約７０ｍＡＨ（ミリアンペア×時間）の電気容量及び約３ボルト出力を有する。リチウムポリマーバッテリは、薄い平らなセルとしてパッケージ化してもよく、該セルは、ＰＣＢの平面的な幾何学形状と矛盾しない。一実施形態において、バッテリは、０．５ｍｍから２ｍｍの範囲の厚さを有する。
【００４０】
回路は、ワイヤレスバッテリ充電器を更に含み、該充電器は、ハードウェア接続をすることなく、バッテリ（１１３）を充電するように構成される。充電器は、ワイヤレス受信コイル及び充電回路（１１３）を備える。好ましくは、コイルは、回路基板上に、螺旋状の導体層として印刷される。そのようなコイル及び回路の設計を最適化するための方法は、「効率の良い経皮的な誘導電力伝送のための印刷された螺旋状コイルの設計及び最適化」（”Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｍａｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｓｐｉｒａｌ  Ｃｏｉｌｓ  ｆｏｒ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”  ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＡＮＤ  ＳＹＡＴＥＭＳ，ＶＯＬ．１，ＮＯ．３，ＳＥＰＴＥＭＢＥＲ  ２００７）と題する出版物で説明され、その内容は、これにより、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４１】
バッテリは、ワイヤレス電力コンソーシアム（ＷＰＣ)標準を満足するワイヤレス充電パッドに近接して装置を置くことによって、充電される。
【００４２】
装置は、微小液滴を平均速度で投与するようにプログラムされる、又は前設定され、ここでの平均速度は、乾燥眼球の表面上に通常の涙体積を維持すると共に回復させるように調節される。幾つかの実施形態において、装置は、１０Ｈｚから３０ＫＨｚの周波数で液滴を投与する。装置は、１、５、１０、２０、４０、６０分の時間間隔で液滴を投与してもよく、その場合、典型的な液滴サイズは、５００ｐＬ（ピコリットル）である。従って、例えば、装置は、３３Ｈｚの周波数で５００ｐＬの液滴を連続的に投与することによって、１μＬ／秒の平均速度で投与するようにプログラムしてもよい。又は、２ＫＨｚの周波数、及び１分ごとに１秒の期間でもよい。又は、０．１〜２ＫＨｚの周波数で、及び患者の涙生成不足に依存する間隔におけるパルスでもよい。代わりに、必要ならば、液滴は、間欠的に投薬してもよい。
【００４３】
一実施形態において、装置は、１つ以上の開口部を有してもよい。通常、各開口部の直径は、８０〜１２０ミクロンの範囲にある。図３は、各開口部の断面形状を例示する。開口部は、一般に先細りした、又はフレア状の口形状を有し、これに対して、大きな開口部（１２４−Ａ）は流体入口であり、且つ小さな開口部（１２４−Ｂ）は液滴出口である、ということが分かる。幾つかの実施形態において、開口部は、Ｍｙｌａｒ（登録商標）又はＫｅｖｌａｒ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ  ＵＳＡ）のようなポリアミドフィルム上に別々に形成される。開口部は、インクジェットノズル板の製作において一般的に使用されるレーザ・アブレーション・プロセスを使用してエッチングされる。図４は、開口部（１２４）を有するポリアミドフィルム（１２６）を例示する。フィルムは、感圧接着剤によって、薬品パッケージに取り付けられる。薬品パッケージ（１２０）は、シールテープ（１２７）を更に含むが、シールテープ（１２７）は、開口部（１２４）上を覆ってポリアミドフィルム（１２６）に接着で取り付けられ、それによって、薬品パッケージ（１２０）を密閉して封じると共に、保管の間に細菌汚染することを防止する。シールテープ（１２７）は、薬品カートリッジが使用される直前に、剥離してもよい。都合の良いことに、シールテープ（１２７）の縁部（１２８）は、薬品パッケージの縁部から延長され、このように、シールテープは、使用直前に、延長された縁部（１２８）の上で引っ張ることによって、容易に剥離してもよい。シールテープ（１２７）には、それは薬品パッケージが使用される前に除去されるべきである、ということを示すラベルを貼ってもよい。
【００４４】
シールテープが除去された後、開口部で流体が乾燥し、且つ使用していない長い期間の間に（例えば、一晩の間に）開口部を詰まらせるかもしれない、という危険が存在する。流体が乾燥することを防止するために、装置は、１０、２０、又は３０分の時間間隔で単一の液滴を連続的に射出するように、プログラムしてもよい。この動作は、乾燥しようとしている流体を、新鮮な流体で置き換える。各液滴のサイズは小さいので（約５００ｐＬ）、使用していない１２時間の期間にわたって投与される累積的体積は、０．０３６、０．０１８、又は０．０１２μＬ（マイクロリットル）である。そのような体積は、薬品パッケージに保管される全体積である約１０００μＬ（１ｍＬ）に比べて、無視できる。
【００４５】
幾つかの実施形態において、装置の電子回路は、二位置スイッチを含む。第１の位置は「ｏｎ」位置であり、この位置は、メガネがかけられている時間の間、正常に動作するように装置を設定し、第２の位置は「スリープ」位置であり、この位置は、上で説明したように、使用していない期間の間、単一の液滴を射出するように装置を設定する。
【００４６】
幾つかの実施形態において、回路は、メガネが掛けられている時に検知する光学センサを含む。センサは、ＬＥＤ及び光感応センサを含む。メガネがかけられている時、ＬＥＤは、眼の隅近くのこめかみのエリアを照らす。光は、その時、こめかみから反射され、且つ光感応センサによって検知される。センサが反射された光を検知する場合、センサは、装置を「オン」に切り替えるように、回路に信号を送り、反対に、反射が無い場合、「スリープ」モードに切り替えるように、回路に信号を送るであろう。ＬＥＤ及びセンサは、そのような反射試験を、１０、２０、又は３０分ごとに、周期的に実施してもよい。長い間隔は、エネルギーを節約して使うために選択される。好ましくは、ＬＥＤ及びセンサは、目に見えない赤外光を発光し、且つ検知するように構成される。
【００４７】
さて図５を参照すると、アクチュエータ（１１０）が、メガネ（５０２）のフレームのつる（５０１）に取り付けられる、ということが分かる。幾つかの実施形態において、アクチュエータ（５０１）は、取り外し可能な感圧両面接着テープによって取り付けられ、その結果、テープの一方の面は、アクチュエータに取り付けられ、且つ反対の面は、つる（５０１）に取り付けられる。使用される可能性のある幾つかの防水両面テープは、以下に限定されるものではないが、３Ｍ−４１０Ｍ、３Ｍ−４９１０−ＶＨＢ、又は３Ｍ−５９５２−ＶＨＢ（３Ｍ，Ｍａｐｌｅｗｏｏｄ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，Ｕ．Ｓ．）を含む。
【００４８】
図５Ａは、アクチュエータ（１１０）の中に完全に挿入された薬品パッケージ（１２０）を例示する。薬品パッケージ（１２０）の先端（１２７）は、先ずメガネのレンズ（５０２）に到達し、そして薬品パッケージが更に挿入される間に、先端（１２７）は、レンズ（５０２）の表面上を滑りながら、矢印（５０６）によって示される方向に、横に曲げられる。薬品パッケージが、圧電アクチュエータの中に完全に挿入されると、その開口部（１２４）は、眼に向けて方位が定められ、且つ液滴（５０３）が、眼の表面上に発射される。図６で断面詳細図に示されるように、圧電アクチュエータが、音響キャビティの上方で停止され且つ位置決めされるまで、薬品パッケージは挿入される。
【００４９】
図６は、圧電チップ（１１４）によって作動的に結合された薬品パッケージ（１２０）を示す、図６Ａにおいて囲まれたエリアの詳細図を例示する。圧電チップ（１１４）とプリント回路基板（ＰＣＢ）（６０１）の表面との間に、音響チャンバ（１２３）がクランプされる、ということが分かる。バネ部材（１１１）は、約１０ニュートンのクランプ力（Ｆ）を提供する。音響チャンバ（１２３）は、円筒エンクロージャ（１２３Ａ）及び２つの表面を備え、ここで第１の表面は、チャンバの１つの面を封じる平坦な表面（６０２）であり、且つ第２の表面は、チャンバの反対側を封じる窪んだ表面（６０３）である。ドーム形状のメンブレン（６０４）が、圧電チップ（１１４）に取り付けられる。球形状のドームは、ベクトル（Ｆ）によって示されるように、音響チャンバ（６０１）の表面に垂直な方向に、圧電チップの変位を伝達する。ＰＣＢ（６０１）には、球状の終了点を有する位置合わせ用ピン（６０６）が備えられており、ここで該球状の終了点は、音響チャンバの窪んだ表面と係合するように構成され、その結果として、薬品パッケージを、その横方向への動きを制限することによって、決められた位置に固着させる。位置合わせ用ピン（６０６）は、しかしながら、薬品パッケージの回転的変位については、その軸（６０５）の周りでの回転的変位を可能にしている。そのような回転的変位は、この後でより詳細に説明されるように、眼に対する薬品パッケージの微調節のために、使用してもよい。
【００５０】
薬品パッケージ（１２０）は、矢印（６０５）によって示される方向で、アクチュエータの中に挿入される。位置合わせ用ピン（６０６）が窪んだ表面（６０３）の中にパチンと入るまで、薬品パッケージは、ＰＣＢ（６０１）の表面上を滑る。ドーム部材（６０４）は、先端縁部（６０１）を含み、先端縁部（６０１）は、圧電チップ（１１４）の下を滑るようにパッケージを導く。
【００５１】
図７は、圧電アクチュエータ（１１０）に作動的に結合された薬品パッケージ（１２０）を例示する。図６と関連して説明されるように、薬品パッケージは、位置合わせ用ピン（７０５）の軸の周りに回転できる。そのような回転的変位は、眼に対して開口部（１１４）を微調節するために使用してもよい。薬品パッケージの縁部（７０１）は、矢印（７０２）によって示されるように、時計回り又は反時計回りに押すことが可能であり、続いて、投与開口部（１１４）を含む薬品パッケージ（１２０）の先端部（１２１）は、矢印（７０３）によって示されるように、反対の方向に回転するであろう。アクチュエータ（１１０）には、一時的スイッチ（７０５）が更に備えられ、一時的スイッチ（７０５）は、１つのバーストの液滴を投与するべく、圧電アクチュエータを駆動するように構成される。このように、ユーザは、ノズルが適切に調節されているか、及び液滴が眼に到達しているかどうか、又は更なる調節（７０２）が必要かどうかを点検してもよい。スイッチは、約２秒以内に、約５０００個の液滴を投与するように構成され、この投与によって、２μＬの体積を生成するが、これは、ユーザが検知する、又は感知することが可能である。
【００５２】
図８は、メガネのつる（４０１）上に、アクチュエータ（１２０）を取り付ける代替的方法を例示する。幾つかの実施形態において、アクチュエータ（１２０）は、２つの「Ｕ」形状のバネクリップ（８０１）を含み、これらのバネクリップは、つる（４０１）の縁部の周り及び縁部の上で、クリップで留まる、又はパチンと留まる。
【００５３】
図９及び図９中のＡは、矢印Ａ−Ａによって示される方向に、薬品パッケージ（１２０）の厚さ部分を貫通する断面図を例示する。図９は、流体経路（９０１）を示す断面図を例示し、ここで流体経路（９０１）は、薬品パッケージ（１２２）に沿って、薬品貯蔵部（１２２）から、音響キャビティ（１２３）を通り、且つ開口部（１２４）まで延びる。薬品貯蔵部（１２２）と音響キャビティ（１２３）との間に延びる経路（９０１）の断面は、詳細Ｂと名前が記された、図９中のＣにおける拡大詳細図に示される。図９中のＣを参照すると、薬品貯蔵部（１２２）と音響キャビティ（１２３）との間をつなぐ経路の断面は、絞り部（９０１−Ｎ）を有する、ということが分かる。絞り部（９０１−Ｎ）は、音響キャビティ（１２３）から貯蔵部（１２２）までの音響圧力波の伝搬を制限する。これは、薬品貯蔵部内への音響圧力散逸を制限し、且つ開口部（１２４）に到達する圧力波は、望ましいことに、より強くなる。
【００５４】
幾つかの実施形態において、経路（９０１）の断面エリアは、０．２５ｍｍから１ｍｍまでの間にあり、その一方で、絞りの部分（９０１−Ｎ）の断面は、約５０％から９０％小さい。絞り部（９０１−Ｎ）の断面エリアは、有効エリアであり、この有効エリアを通って、音響波は、矢印符号Ｒ−Ｒ及びＣ−Ｃによって示されるように、伝搬する。断面形状は、円形又は長方形の形状であってもよいが、しかしこれに限定されない。
【００５５】
経路（９０１）の端部分は、薬品貯蔵部（１２２）に対する通気口として使用される。経路の端部分（９０１−Ｖ）は、薬品貯蔵部からつまみ部分（９０３）まで延びる。使用前に、つまみは壊され、且つ経路の開口部（９０１−Ｖ）は大気にさらされる。使用中に薬品貯蔵部内で真空が形成されるのを防ぐために、通気することが必要である。
【００５６】
幾つかの実施形態において、薬品貯蔵部（１２２）の直径は、８ｍｍから１４ｍｍの間にあり、且つその体積は、０．５ｍＬから１．５ｍＬの間の範囲にある。幾つかの実施形態において、音響キャビティの直径は、５ｍｍから８ｍｍの間にあり、且つその体積は、３０μＬから１００μＬの間にある。
【００５７】
音響キャビティ（１２３）と開口部（１１４）との間の経路（９０１）の長さは、図９における文字Ｌによって指定される。幾つかの実施形態において、動作周波数は、経路（９０１）内の流体の自然周波数である。自然周波数は、次の方程式によって決定される。
ｆ＝ｉＣ／２Ｌ            （１）
Ｃ＝１５００ｍ／ｓｅｃ（水溶液成分における音の速度）
Ｌ＝４０ｍｍ（経路（９０１）の長さＬ）
ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ
【００５８】
Ｃ、Ｌ、及びｉ＝１を代入すると、経路（９０１）内の流体の自然周波数は、１９，５００Ｈｚであり、それ故に、電子回路の動作周波数もまた、１９，５００Ｈｚであるべきだ、ということを知ることが可能である。液体投与の体積は、圧電アクチュエータが、この周波数で動作させるサイクル数によって決定される。
【００５９】
流体経路（９０１）、薬品貯蔵部（１２２）、及び音響キャビティ（１２３）を含む、図９の断面図に示された全ての内部流体通路は、親水性の被覆剤で処理されるが、該被覆剤は、表面張力を増加させ、音響キャビティの中の強い流体−固体結合と同様に、薬品パッケージ（１２０）の全ての内部流体通路を通して強い毛細管力を作り出す。特に、有効な被覆剤は、Ｌｏｔｕｓ  ｌｅａｆ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｉｎｃ．Ｎｅｗ  Ｍｅｘｉｃｏ，ＵＳＡによって作られるＨｙｄｒｏｐｈｉｌ（登録商標）である。
【００６０】
図１０は、電子回路の模式図を例示する。回路は、電気パルスを発生させ、且つそれを圧電チップへ伝達するように構成される。回路の製造プロセスは、回路のサイズを減少させる超小型電子機器パッケージ化技術を組み込む。回路（１０００）はハーフ・ブリッジ・ドライバを備え、該ハーフ・ブリッジ・ドライバは、ハーフ・ブリッジ・ドライバ・チップ（１００１）と、２つのＭＯＳＦＥＴトランジスタ（１００２）及び（１００３）とを含む。トランジスタは、バッテリ電圧源（Ｖｐ）に直接接続される。ハーフ・ブリッジ・ドライバは、方形波信号（１００４）を受信し、且つスイッチング信号を送信するが、該スイッチング信号は、一対のトランジスタを、順次、「オン」及び「オフ」に駆動する。このように、バッテリ源電圧（Ｖｐ）及び電流容量は、高い周波数で切り替えられ、これによって、強力な電気パルスを提供する。回路は、圧電チップ（Ｃ）に直列に接続されるインダクタ（Ｌ）を更に含み、且つ、共にＬ−Ｃ共振回路を定義する。インダクタンス（Ｌ）及び圧電チップのキャパシタンス（Ｃ）は、動作周波数で共振する。幾つかの実施形態において、動作周波数は１９５００Ｈｚであり、これは、図９に関連して説明されたように、薬品パッケージの中の流体の共振周波数である。圧電チップのモデルＰＡ３ＣＥ（Ｔｈｏｒｌａｂｓ  Ｉｎｃ．，Ｎｅｗｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡ）のキャパシタンスは、直列なＬＣ回路に対する共振周波数計算を使用すると、３０ｎＦである。
ｆ＝１／２π（ＬＣ）１／２              （２）
インダクタンスＬについて解くと、
Ｌ＝（１／２πｆ）／Ｃ                （３）
Ｌ＝２．２２ｍＨ
【００６１】
２．２２ｍＨの値を有する、圧電チップに直列に接続されたインダクタは、回路に共振を起こさせ、且つ、その結果、バッテリの電圧レベルは、通常、５、１０、２０倍増加するであろう。本発明では、液滴のサイズは、５００ｐＬ（ピコリットル）の範囲にある。比較すると、涙液流は約１μＬ／分であり、従って、そのような体積は、０．１秒の期間の間、１９５００Ｈｚの周波数で、２０００パルスを発生させることによって、作り出すことが可能である。
【００６２】
入力信号（１００４）は、マイクロプロセッサによって、又は信号発生器ＩＣ（集積回路）によって発生させてもよい。一実施形態において、ドライバ、トランジスタ、及びマイクロプロセッサは、単一の集積回路上に製作される。好ましくは、そのような集積回路（ＩＣ）は、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）パッケージ化プロセスを利用して、プリント回路基板（ＰＣＢ）に直接取り付けられると共に封じ込められる。超小型電子機器の分野では、ＣＯＢは、回路のサイズを減少させるために使用される。本発明では、回路の入力電圧は、好ましくは５ボルト未満、より好ましくは３ボルト未満、そして更により好ましくは１．５ボルト未満である。
【００６３】
エネルギー源は、リチウムポリマーのような再充電可能なバッテリによって提供される。好ましくは、バッテリは、約０．５ｍｍから２ｍｍの厚さを有する平らなシートとしてパッケージ化される。好ましくは、バッテリの幅及び長さは、ＰＣＢの幅及び長さと持続可能に等しい。回路は、バッテリに結合された電力受信コイルを更に有し、且つワイヤレス電力を受信する際に、バッテリを充電する。米国特許出願公開第２０１４／０２２４２６７Ａ１号で説明されたワイヤレス充電システムは、その全体において、及び任意の目的に対して、参照により本明細書に組み込まれる。
【００６４】
液滴体積ごとの調節及び投与周波数の調節は、各ＤＥＳ患者の涙生成不足に応じて、装置をプログラムすることによって成し遂げることが可能である。そのようなプログラミングは専門家によって行ってもよいが、しかしながら、幾つかの場合では、更なる調節をする必要があるかもしれない。ここで更なる調節とは、例えば、周囲温度、湿度、風又は、涙蒸発速度に影響を及ぼす換気空気流のような環境条件に依存するものである。
【００６５】
幾つかの実施形態において、電子回路は、携帯装置と通信する遠隔制御機能を備えており、ここで該携帯装置は、表示画面上の様々なアイコンを通して、液滴投与機能を便利に制御することを可能にする。携帯通信装置は、スマートフォン、ある一定のパーソナルコンピュータ、又はタブレットであってもよく、ここで該タブレットは、近距離無線通信（ＮＦＣ）のハードウェア及びソフトウェアを装備しており、該ハードウェア及びソフトウェアは、近距離磁気誘導（ＮＦＭＩ）方法又は、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ若しくはＺｉｇＢｅｅのような他の通信方法に基づいている。
【００６６】
図１１は、圧電アクチュエータを一体的に組み込むメガネのつるを例示する。つる（１１０１）は、ポケット又は凹部（１１０３）を含み、該ポケット又は凹部（１１０３）は、バッテリのための及び電子回路（１１０２）のための、エンクロージャ又はハウジングを提供する。この実施形態では、以前に説明したような、接着フィルム又はクリップを用いて、圧電アクチュエータを接続する必要が排除される。
【００６７】
上で議論され、開示された発明の応用は、説明された実施形態に限定されるものではなく、任意の数の他の応用及び用途を含んでもよい。本発明を実行するための、上で説明された方法及び装置の変更例、及び当事者にとっては明らかである、本発明の態様の変形例は、この開示の範囲内にあることが意図されている。そのうえ、実施例の間での態様の様々な組み合わせもまた、あり得るべきことと予測され、且つ、同様に、この開示の範囲内にあると考えられる。
【図１】
2018510668.tif 000003
【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５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月24日(2017.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を放出するためのシステムであって：
接触部分を有するアクチュエータと；
薬品パッケージであって、該薬品パッケージは、自身の第１端部における開口部と、自身の第２端部の近くの又は該第２端部における流体貯蔵部とを有する、薬品パッケージと；
を備え、
前記薬品パッケージは、前記アクチュエータから取り外し可能に分離でき、且つまた、前記アクチュエータの接触部分と一列に整列するように位置決め可能であり、その結果として、前記接触部分の変位は、１つ以上の音響パルスを、前記薬品パッケージを通して伝達し、それによって、前記開口部を通して前記流体を射出する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、圧電チップを備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記圧電チップは、１〜５ミクロンの変位を有するように構成される、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記開口部及び前記流体貯蔵部と流体連通状態にある音響キャビティを更に備える、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部は、眼薬成分の体積を含有する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部は、約１０００μＬの体積を有する、システム。
【請求項７】
請求項４に記載のシステムであって、
前記流体貯蔵部と前記音響キャビティとの間の距離は、約５〜１５ｍｍである、システム。
【請求項８】
請求項４に記載のシステムであって、
前記音響キャビティと前記開口部との間の距離は、約３０〜６０ｍｍである、システム。
【請求項９】
請求項４に記載のシステムであって、
該システムは、前記音響キャビティと前記流体貯蔵部との間の導管に沿って位置決めされた絞り部を更に備え、それによって、前記流体貯蔵部の中への音響圧力波の伝搬を制限する、システム。
【請求項１０】
請求項４に記載のシステムであって、
前記音響キャビティは、３０〜１００μＬの体積を有する、システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムであって、
前記開口部は、８０〜１２０ミクロンの直径を有する、システム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、１０Ｈｚから３０ＫＨｚの周波数で、前記開口部を通して前記流体を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記流体は、微小液滴のストリームとして投与され、各微小液滴は、５００ｐＬの体積を有する、システム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、１μＬ／秒の平均速度で、前記流体を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、３３Ｈｚの周波数で、各々が５００ｐＬの体積を有する微小液滴のストリームとして、前記流体を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記アクチュエータは、予め決められた時間間隔で、微小液滴のストリームとして、前記流体を投与するようにプログラムされる、システム。
【請求項１７】
請求項１に記載のシステムであって、
メガネを更に備え、該メガネの上に前記システムが取り付けられる、システム。
【請求項１８】
流体を放出する方法であって：
接触部分を有するアクチュエータを薬品パッケージと一列に整列させるステップであって、該薬品パッケージは、自身の第１端部における開口部と、自身の第２端部の近くの又は該第２端部における流体貯蔵部とを有し、前記薬品パッケージは、前記アクチュエータから取り外し可能に分離できる、ステップと；
前記アクチュエータの前記接触部分を変位させるステップであって、その結果として、１つ以上の音響パルスが、前記薬品パッケージを通して伝達される、ステップと；
前記流体を、前記流体貯蔵部から、且つ前記開口部を通して、射出するステップと；
を備える、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記アクチュエータから前記薬品パッケージを除去するステップを更に備える、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、
前記変位させるステップは、前記接触部分を変位させる圧電チップを作動させることを備える、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記変位させるステップは、前記接触部分を１〜５ミクロン変位させることを備える、方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の方法であって、
前記一列に整列させるステップは、整列された場合、クランプ力を、前記接触部分を通して、且つ前記音響キャビティに対して、加えることを備える、方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、眼薬成分を射出することを備える、方法。
【請求項２４】
請求項１８に記載の方法であって、
該方法は、音響キャビティからの音響圧力波の伝搬を制限するステップを更に備え、ここで該音響キャビティは、前記開口部及び前記流体貯蔵部と流体連通状態にある、方法。
【請求項２５】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、１０Ｈｚから３０ＫＨｚの周波数で、前記開口部を通して、１つ以上の微小液滴のストリームとして、前記流体を投与することを備える、方法。
【請求項２６】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、各々が５００ｐＬの体積を有する１つ以上の微小液滴のストリームとして、前記流体を投与することを備える、方法。
【請求項２７】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、１μＬ／秒の平均速度で、１つ以上の微小液滴のストリームとして、前記流体を投与することを備える、方法。
【請求項２８】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、３３Ｈｚの周波数で、各々が５００ｐＬの体積を有する１つ以上の微小液滴のストリームとして、前記流体を投与することを備える、方法。
【請求項２９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記射出するステップは、予め決められた時間間隔で、１つ以上の微小液滴のストリームとして、前記流体を投与することを備える、方法。
【請求項３０】
請求項１８に記載の方法であって、
前記開口部を、治療されるべき患者の眼に近接して位置決めするステップを更に備える、方法。
【国際調査報告】
2018510668.tif 000016