(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2021509341
(43)【公表日】20210325
(54)【発明の名称】エアロゾル発生器
(51)【国際特許分類】
   A61M 11/02 20060101AFI20210226BHJP
   A61M 15/00 20060101ALI20210226BHJP
【FI】
   !A61M11/02 A
   !A61M15/00 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】20
(21)【出願番号】2020536966
(86)(22)【出願日】20190110
(85)【翻訳文提出日】20200702
(86)【国際出願番号】EP2019050549
(87)【国際公開番号】WO2019145159
(87)【国際公開日】20190801
(31)【優先権主張番号】18152985.0
(32)【優先日】20180123
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】520011887
【氏名又は名称】エスエイチエル・メディカル・アーゲー
【住所又は居所】スイス・6302・ツーク・グベルシュトラーセ・22・ピー・オー・ボックス・7710
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル・セール
【住所又は居所】スウェーデン・141・73・セゲルトルプ・ジャグマシュターヴァーゲン・1
(72)【発明者】
【氏名】ステファン・ギルビィ
【住所又は居所】スウェーデン・184・94・アカルスバーガ・イドロットスティガン・2
(72)【発明者】
【氏名】スチュアート・アバークロンビー
【住所又は居所】イギリス・CB24・6DT・ケンブリッジ・ミルトン・フロメント・ウェイ・17
(72)【発明者】
【氏名】バリー・ブルースター
【住所又は居所】イギリス・SG8・9NF・ハートフォードシャー・ロイストン・マロー・ウォーク・17
(72)【発明者】
【氏名】チャールズ・ラウンズ
【住所又は居所】イギリス・SG8・6LU・ハートフォードシャー・ロイストン・メルドレス・ハワード・ロード・21
(72)【発明者】
【氏名】スティーヴ・オーガスティン
【住所又は居所】イギリス・MK8・8BH・バッキンガムシャー・ミルトン・ケインズ・トゥー・マイル・アッシュ・ザ・アプローチ・15
(72)【発明者】
【氏名】オリヴァー・ハーヴィー
【住所又は居所】イギリス・CB101NP・サフロン・ワルデン・グレート・チェスターフォード・チャーチ・ストリート・(番地なし)・ザ・チャーチ・ハウス
(72)【発明者】
【氏名】ベンジャミン・ウィックス
【住所又は居所】イギリス・CB24・9JN・ヒストン・ガーデン・コート・5
(57)【要約】
ディスペンサー用エアロゾル発生器(10)はハウジング(12)を具備し、ハウジング(12)は液体ジェット(L)をその中に案内する液体入口(16)を含む入口部(13)と、空気流をハウジング内に案内する空気入口(15)とを有し、ハウジングはさらに、ハウジング(12)から外に、空気と混合された液体を含むエアロゾル(C)を案内するエアロゾル出口(17)を備える出口部(14)を具備し、空気入口(15)は、この入口(15)を通ってハウジング(12)に入る空気流の少なくとも一部が、液体入口(16)を通ってハウジングに入る液体ジェット(L)から距離をおいて妨害されるように構成され、これによって液滴凝集を防止するために液体ジェット(L)の液滴と相互作用する乱流の発生源をハウジング内に作り出す。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアロゾルディスペンサー用のエアロゾル発生器(10)であって、
前記エアロゾル発生器(10)はハウジング(12)を具備し、このハウジング(12)は、
液体ジェット(L)を前記ハウジング内に案内するように構成された液体入口(16)を含む入口部(13)であって、前記液体入口(16)は、エアロゾルディスペンサーの作動時、微細構造化孔を経て押しやられる加圧された液体(24)から、レイリー液滴列の形態の液体ジェット(L)を生成するように構成された前記微細構造化孔を有するノズル(20)を具備する入口部(13)を有し、
前記ハウジングはさらに、
空気流を前記ハウジング内に案内するように構成された空気入口(15)と、前記ハウジング(12)から外に、空気と混合された液体を含むエアロゾル(C)を案内するように構成されたエアロゾル出口(17)を備える出口部(14)と、を具備し、
エアロゾルディスペンサーの作動中に前記空気入口(15)を通って前記ハウジング(12)に入る空気流の少なくとも一部が、前記液体入口(16)を通って前記ハウジングに入る前記液体ジェット(L)から距離をおいて妨害されるように案内されるように前記空気入口(15)が方向付けられ、これによって、液滴の凝集を防止するために前記液体ジェット(L)の液滴と相互作用するための乱流の発生源を前記ハウジング内に生成する、エアロゾル発生器(10)。
【請求項2】
前記空気入口(15)は、乱流生成空気流(A1)を分配するための第1の入口ガイド(15−1)と、シース空気流(A2)を分配するための第2の入口ガイド(15−2)と、を備える、請求項1に記載のエアロゾル発生器。
【請求項3】
前記第1の入口ガイド(15−1)は、それを通って前記乱流生成空気流(A1)が複数の空気ジェット(a1)へと分配される複数のオリフィス(26)を備える、請求項2に記載のエアロゾル発生器。
【請求項4】
前記複数の空気ジェット(a1)が、前記ハウジング内に分散される複数の乱流の発生源を生成し、各乱流の発生源は少なくとも前記液体ジェット(L)からある距離に置かれる、請求項3に記載のエアロゾル発生器。
【請求項5】
前記空気ジェット(a1)のそれぞれは、乱流の発生源が液体ジェット(L)からオフセットして生成されるように、前記液体ジェット(L)から少なくともある距離をおいて少なくとも一つの他の空気ジェット(a1)との衝突によって妨害されるように方向付けられる、請求項3に記載のエアロゾル発生器。
【請求項6】
前記空気ジェット(a1)のそれぞれは、前記液体ジェットからある距離をおいて、前記ハウジング(12)に含まれる物理的障害物(25)との衝突によって妨害されるように設定される、請求項3に記載のエアロゾル発生器。
【請求項7】
前記液体ジェット(L)は入口平面に対して実質的に直交するように方向付けられ、かつ、前記第1の入口ガイド(15−1)は、前記複数の空気ジェット(a1)を、前記入口平面に対してある角度で、前記オリフィス(26)を経て案内するように構成される、請求項3に記載のエアロゾル発生器。
【請求項8】
前記液体ジェット(L)は実質的に軸線(X)に沿って向けられ、かつ、前記第1の入口ガイド(15−1)の前記複数のオリフィス(26)は前記軸線(X)に沿って割り当てられる、請求項7に記載のエアロゾル発生器。
【請求項9】
前記液体ジェット(L)が実質的に軸線(X)に沿って向けられ、かつ、前記第1の入口ガイド(15−1)の前記複数のオリフィス(26)は前記入口平面に平行な平面内に割り当てられる、請求項7に記載のエアロゾル発生器。
【請求項10】
前記液体ジェット(L)は、前記乱流の発生源によって生成された乱流を介して、前記乱流生成空気流(A1)と間接的にのみ相互作用する、請求項1に記載のエアロゾル発生器。
【請求項11】
前記第2の入口ガイド(15−2)は、前記ハウジング(12)の内周に沿って細長いオリフィス(27)を備え、前記細長いオリフィス(27)は、前記エアロゾル出口(17)に向かう方向において前記ハウジング(12)の内面に沿ってシース空気流(A2)を分配するように構成される、請求項2に記載のエアロゾル発生器。
【請求項12】
前記ノズル(20)は、複数のレイリー液滴列を生成するための複数の微細構造化孔を備える、請求項1に記載のエアロゾル発生器。
【請求項13】
前記ハウジング(12)は吸入デバイスのマウスピース内に配置され、かつ、乱流生成空気流(A1)およびシース空気流(A2)は、前記マウスピースを経てユーザーが空気を吸入することによって生成される、請求項1に記載のエアロゾル発生器。
【請求項14】
前記ハウジング(12)は、子供用のアイスプレーデバイスのアイピースまたは吸入デバイス内に配置され、かつ、乱流生成空気流(A1)およびシース空気流(A2)は、ユーザーによって活性化させられる加圧空気などの加圧ガスによって生成される、請求項1に記載のエアロゾル発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エアロゾルディスペンサー用のエアロゾル発生器に関し、より詳しくは、エアロゾルの液滴の凝集を防止するためのエアロゾル発生器に関する。
【背景技術】
【0002】
ほとんどの吸入デバイスは、現在、乾燥粉末薬剤の吸入または計量された量の液体薬剤のエアロゾル化(例えば計量吸入器(MDI))に基づいている。
【0003】
乾燥した薬剤は劣化することなく長期間保存でき、しかも粒子は小さく、肺の奥にある送達ターゲットに到達することができる。しかしながら、ユーザーの口および喉における粉末の付着などのいくつかの欠点がある。乾燥粉末には適さない配合物も存在する。
【0004】
計量吸入器は、噴射剤ガス中に溶解または浮遊させられたエアロゾル化された薬剤の送達に基づいている。噴射剤の使用は、ユーザーの口および/または喉に液滴を付着させる。ユーザーはまた、MDIデバイスが作動させられると同時に吸入するように注意する必要がある。さらに、MDIによって生成される液滴は平均して比較的大きく、肺の奥深くの最適な送達部位に到達できないことがある。
【0005】
噴射剤なしで吸入され得るエアロゾルを発生させる試みがなされてきた。この目的のためには、液滴の凝集が防止される液滴の雲を生成することが必要である。そうしたエアロゾルはまた、エアロゾルが空気の吸入以外の手段によって前方に押しやられ得るならば、アイスプレーとして使用されることも可能である。特許文献1は、レイリー液滴列を生成するノズルを有するエアロゾル発生器を示している。列の前方にある液滴は、混合チャンバー内の空気によって減速させられる。だが、後方の液滴はスリップストリームに捕らえられるため、前方の液滴に追いつき、凝集して液滴サイズが大きくなる。凝集を防ぐために、空気の取り入れダクトは、空気流が液滴列内で互いに衝突するように液滴列に向けられ、これによって液滴が移動するように液滴列が乱され、結果としてスリップストリーム効果が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第2014/137215号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本開示では、「遠位」という用語が使用される場合、これは、投与量送達部位から離れる方向を指す方向を意味する。「遠位部/端部」という用語が使用される場合、これは、ディスペンサー/送達デバイスの使用時に投与量送達部位から最も遠くに置かれるディスペンサー/送達デバイスの部分/端部またはその部材の部分/端部を意味する。同様に、「近位」という用語が使用される場合、これは、投与量送達部位を指す方向を意味する。「近位部/端部」という用語が使用される場合、これは、ディスペンサー/送達デバイスの使用時に投与量送達部位の最も近くに置かれるディスペンサー/送達デバイスの部分/端部またはその部材の部分/端部を意味する。
【0008】
さらに、「長手方向」という用語は、「軸線」の有無にかかわらず、デバイスまたはコンポーネントの最も長い延長部の方向における、デバイスまたはそのコンポーネントを通る方向または軸線を意味する。
【0009】
「側方」という用語は、「軸線」の有無にかかわらず、デバイスまたはコンポーネントの最も幅広な延長部の方向における、デバイスまたはそのコンポーネントを通る方向または軸線を意味する。「側方」は、「長手方向に」細長い物体の側面に対する位置を意味することもある。
【0010】
同様に、「軸線」の有無にかかわらず、「半径方向」または「横方向」という用語は、長手方向に対して概ね直交する方向における、デバイスまたはそのコンポーネントを通る方向または軸線を意味し、例えば「半径方向外側」とは、長手方向軸線から離れる方向を向く方向を意味するであろう。
【0011】
上記に鑑みて、本開示の一般的な目的は、液体薬剤の改善されたエアロゾル化および生成されたエアロゾルの液滴の凝集の低減をもたらすエアロゾル発生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示の主要な態様によれば、それはエアロゾルディスペンサー用のエアロゾル発生器によって特徴付けられ、当該エアロゾル発生器は、液体ジェットをハウジング内に案内するように構成された液体入口を含む入口部を有するハウジングを備え、液体入口(16)は、エアロゾルディスペンサーの作動時に孔を経て押し出される加圧液体(24)からレイリー液滴列の形態の液体ジェット(L)を生成するように構成された微細構造化孔を有するノズル(20)を具備し、ハウジングはさらに、空気流をハウジング内へと案内するように構成された空気入口と、空気と混合された液体を含むエアロゾルをハウジングから外へ案内するように構成されたエアロゾル出口を備えた出口部とを備え、エアロゾルディスペンサーの作動中に空気入口を通ってハウジングに入る空気流の少なくとも一部が液体入口を通ってハウジングに入る液体ジェットからある距離をおいて妨害されるように案内されるよう空気入口が方向付けられ、これにより、液滴の凝集を防ぐために液体ジェットの液滴と相互作用するための乱流の発生源がハウジング内に生成される。
【0013】
液体ジェットまたは液滴列に空気流を衝突させる代わりに、液体ジェット/液滴列からある距離をおいて、空気流を妨害することによって乱流の複数の発生源を生成することによって、乱流のより均一で大きな広がりが達成されることが判明している。妨害とは、空気流が液体ジェットと直接相互作用することができないことを意味する。代わりに、空気流は、液体ジェットに衝突する前、または液体ジェットを通過する前に、障害物に遭遇する。障害物は、空気流の経路を横切る別の空気流または空気流の経路内の物理的構造体であってもよい。さらに、空気流または空気ジェットの動きが遅くなるため、液滴が乱流内により多くの時間留まり、エアロゾル出口から出る前に液滴はさらに広がる。
【0014】
レイリー液滴列の生成は、先行技術から知られている。孔の寸法と孔を経て押し出される液体の圧力とを正しく設定することにより、レイリーの液滴列は、それが孔を出るときに自然に形成される。
【0015】
本開示の別の態様によれば、空気入口は、乱流生成空気流を分配するための第1の入口ガイドと、シース空気流を分配するための第2の入口ガイドとを備える。
【0016】
したがって、吸入された空気は、乱流生成空気流とシース空気流とに分割される。
【0017】
本開示の別の態様によれば、第1の入口ガイドは、それを経て乱流生成空気流が複数の空気ジェットへと分配される複数のオリフィスを含み、複数の空気ジェットは、ハウジング内に分散される乱流の複数の発生源を生成し、乱流の各発生源は液体ジェットから、ある距離をおいて配置される。
【0018】
複数の空気ジェットは、複数の乱流の発生源を生み出すために使用され、これにより、ハウジング内に、より大きな領域または容積の乱流が生成される。
【0019】
本開示の別の態様によれば、上記空気ジェットのそれぞれは、乱流の発生源が液体ジェットからオフセットして生成されるように、上記液体ジェットからある距離をおいて、少なくとも一つの他の空気ジェットとの衝突によって妨害されるように方向付けられる。
【0020】
一実施形態では、乱流の発生源は、空気ジェットを互いに衝突させることによって生成される。
【0021】
本開示の別の態様によれば、上記空気ジェットのそれぞれは、上記液体ジェットからある距離をおいて、ハウジング内に含まれる構造体との衝突によって妨害されるように設定される。
【0022】
この実施形態では、乱流の発生源は、空気ジェットをハウジング内の物理的障害物と衝突させることによって生成され、この障害物は、液体ジェットからある距離をおいて配置される。
【0023】
本開示の別の態様によれば、液体ジェットは、入口平面に対して実質的に直交するように方向付けられ、第1の入口ガイドは、複数の空気ジェットを入口平面に対してある角度で方向付けるように構成される。さらに、液体ジェットは、実質的に軸線Lに沿って方向付けられてもよく、第1の入口ガイドの複数のオリフィスは軸線Lに沿って分散させられてもよい。
【0024】
このようにして、乱流の発生源が生成され、それがハウジングの全容積に広がってもよい。空気ジェットは、液体ジェットの流れの方向に対して、あるいは流れの方向に沿って、ある角度で方向付けられてもよく、これは、ハウジング内での液滴の拡散にさらに影響を及ぼし得る。
【0025】
本開示の別の態様によれば、液体ジェットは、実質的に軸線Lに沿って方向付けられ、第1の入口ガイドの複数のオリフィスは、入口平面と平行な平面内に割り当てられる。
【0026】
したがって、オリフィスは、液体ジェットに沿った任意の位置で平面内に配置することができる。オリフィスは、液体入口自体を含む平面内に配置することもできる。
【0027】
本開示の別の態様によれば、液体ジェットは、乱流の発生源によって生成された乱流を介して空気流と間接的にのみ相互作用する。
【0028】
基本的に、この開示の要点は、液体ジェットまたは液滴列の間接的な乱れであり、その結果、液滴はより大きく広がり、凝集は少なくなる。
【0029】
本開示の別の態様によれば、第2の入口ガイドは、ハウジングの内周に沿って細長いオリフィスを含み、この細長いオリフィスは、エアロゾル出口に向かう方向にハウジングの内面に沿ってシース空気流を分配するように構成される。
【0030】
シース空気流はハウジングの内面に沿った空気の流れを実現するように構成され、この結果、液滴が表面に付着することが防止される。
【0031】
本開示の別の態様によれば、ノズルは、複数のレイリー液滴列を生成するための複数の微細構造化孔を含む。
【0032】
一般に、単位時間当たりの投与量を増やすために、複数の孔を使用して、複数の液滴列が生成される。
【0033】
本開示の別の態様によれば、ハウジングは吸入器のマウスピースに接続され、空気流は、ユーザーがマウスピースを通して空気を吸入することによって生成される。
【0034】
上述したように、吸入用のエアロゾルを生成するために必要な空気流は、ユーザーがマウスピースを経て吸入するとき、デバイスのユーザーによって生成される。この結果、エアロゾルをハウジングから外に押しやるために追加の噴射剤は必要とされない。
【0035】
本開示の別の態様によれば、ハウジングは、子供用のアイスプレーデバイスまたは吸入デバイスのアイピースに接続され、空気流は、ユーザーによって作用させられる加圧空気などの加圧ガスによって生成される。
【0036】
本開示によって生成されたエアロゾルは目の苦痛を治療するために適用され得るので、ユーザーによって活性化される追加の噴射剤を有する送達デバイスが考えられる。また、子供は、吸入呼吸を利用してエアロゾルを効率的に生成する方法についての指示に従うのが難しい場合があるため、子供用の吸入デバイスには、そうした追加の噴射剤が装備されることが多い。
【0037】
本発明の以下の詳細な説明では添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】吸入デバイスのマウスピースを示す図である。
【図2】エアロゾルディスペンサーのフロントハウジングに取り付けられた状態での、図1のマウスピースの断面図である。
【図3】図1および図2のマウスピースおよびエアロゾル発生器の概念的断面図である。
【図4a】本開示によるマウスピース内の空気流のシミュレーション図である。
【図4b】本開示によるマウスピース内のエアロゾルの分布のシミュレーション図である。
【図5a】本開示の第1実施形態による乱流生成を示す図である。
【図5b】本開示の第1実施形態による乱流生成を示す図である。
【図5c】本開示の第1実施形態による乱流生成を示す図である。
【図6】本開示の第1実施形態の断面図である。
【図7a】本開示の第2実施形態による乱流生成を示す図である。
【図7b】本開示の第2実施形態による乱流生成を示す図である。
【図7c】本開示の第2実施形態による乱流生成を示す図である。
【図7d】本開示の第2実施形態による乱流生成を示す図である。
【図8】本開示の第2実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
本開示は、吸入デバイスまたはアイスプレーデバイスなどのエアロゾルディスペンサーで使用するためのエアロゾル発生器10に関する。吸入デバイス用の例示的なマウスピースが図1に示されている。マウスピースは、エアロゾルディスペンサーのハウジング部(図示せず)に接続することができる入口部13と、ユーザーの口の中に挿入されるよう構成された出口部14とを有するハウジング12を備える。エアロゾル発生器は、以下で説明するように、ハウジング12内に収容される。
【0040】
図2は、エアロゾルディスペンサーのフロントハウジング30に取り付けられたときの図1のエアロゾル発生器10の断面を示している。ハウジング12は、吸入デバイスのマウスピースとして例示されている。レイリー液滴列を生成するように構成されたノズル20は、ノズルホルダー22内に固定状態で配置される。ノズルは、ダイを通って延びる貫通微細孔を有するマイクロ機械加工セラミックダイであってもよい。投与量送達のために作動させられるとき、駆動機構(図示せず)は、薬剤がノズル20の孔を経て押し出され、これによってノズル20の出口表面と実質的に直交する軸線Xに沿って移動する液体ジェットL(図3)が生成されるように、フロントハウジング30内の薬剤容器24に保持された液体薬剤を加圧するように構成されてもよい。したがって、ノズル20の出口表面は入口平面として形成される。
【0041】
液体ジェットLは、液体圧力、液体粘度および開口寸法の関数として、自然にレイリー液滴列へと分裂する。レイリー液滴列の生成は、本開示の対象ではない。しかしながら、吸入およびアイスプレー用途に関係する薬剤について、液圧は、好ましくは、2〜60バールであり、そしてノズルの孔寸法、例えば直径は、好ましくは0.5〜5マイクロメートルであることが知られている。
【0042】
図3は図2のエアロゾル発生器10の概念的な断面図を示しており、このエアロゾル発生器10は、液体ジェットLをハウジング内に案内するように構成された液体入口16と、空気流Aをハウジング12内に案内するように構成された空気入口15とを備えた入口部13を有するハウジング12を備える。上述したように、エアロゾルディスペンサーは、例えば、吸入デバイスまたはアイスプレーデバイスなどの薬剤送達デバイスであってよい。ハウジング12はさらに、空気と混合された液体を含むエアロゾルCをハウジング12の外へ案内するように構成されたエアロゾル出口17を備えた出口部14を有する。空気入口15は、この空気入口15を通ってハウジング12内に入る空気流Aの少なくとも一部が、液体入口16を通ってハウジング12内に入る液体ジェットLからある距離をおいて妨害されるように構成される。妨害するとは、空気流が液体ジェットと直接相互作用することができないことを意味する。代わりに、空気流は、液体ジェットに衝突する前、または液体ジェットを通過する前に、障害物に遭遇する。障害物は、空気流の経路を横切る別の空気流、または空気流の経路内の物理的構造体であってもよい。障害物は、ハウジング12内に乱流の発生源を作り出し、液体ジェットLの液滴と相互作用して、液滴の凝集を防止する。
【0043】
液体入口16は、ノズル20の孔であってもよい。容器24の流体薬剤が加圧され、ノズルを通して押し出されるとき、流体薬剤は液体ジェットLとしてハウジング12内に入り、これは一つ以上のレイリー液滴列へと分裂する。ノズル20には少なくとも一つの孔が設けられる。好ましくは、複数のレイリー液滴列が生成されるように、孔の列が設けられる。
【0044】
列の液滴は一定の前進速度を持っているが、空気抵抗により、列の前部の液滴は速度を失い、一方、後方の液滴はスリップストリームに捕らえられて前方の液滴に追いつき、液滴の凝集と液滴の平均サイズ分布の増大を生じる。したがって、本開示の目的は、液滴の凝集を防止または低減することである。
【0045】
図3に示されるように、空気入口15は、乱流生成空気流A1を分配するための第1の入口ガイド15−1と、シース空気流A2を分配するための第2の入口ガイド15−2とを備える。シース空気流A2は、生成されたエアロゾルCの液滴が、エアロゾルがエアロゾル出口17を通ってハウジング12から外に運ばれる前に壁に付着するのを防ぐなどのために、ハウジング12の内周に沿った少なくとも一つの細長いオリフィス27を介して、ハウジング12の内壁に沿って案内される。乱流生成空気流A1は、オリフィス26を介してハウジング12内に入る複数の乱流生成空気ジェットa1へと分割されてもよい。
【0046】
概念図3は、図7aないし図7dおよび図8に示される第2実施形態の概要を示しており、ここで空気ジェットa1は互いに衝突させられて乱流を生成するが、これについては以下で詳細に説明する。
【0047】
一般に、高い吸入速度は、ユーザーの口、舌、喉への付着など、治療の対象ではない表面への吸入された薬剤の付着の量に悪影響を及ぼすことが知られている。ゆっくりとした吸入により、より多くの薬剤が肺下部の標的部位に到達できる。したがって、本発明のエアロゾル発生器は、ゆっくりとした吸入を可能にするための有望な手段である。なぜなら、ゆっくり動くエアロゾルCがハウジング12内で生成され、その後、このエアロゾルは、快適かつ効果的な速度でユーザーによって吸入され得るからである。
【0048】
標的部位への送達に影響を与える別の重要な要因は液滴のサイズである。小さな液滴は、肺の奥深くまで達する可能性がある。以前の試みでは、液体ジェットを高圧で互いに衝突させて、より小さな液滴を生成するか、乱流を発生させてレイリー液滴列の凝集を低減するために液体ジェットに直接空気ジェットを衝突させることにより、液滴の平均サイズを小さくしようとしていた。後者の手法は、いくつかの望みを示している。だが、多くの問題が残っている。
【0049】
液体ジェットに空気ジェットを衝突させる既知の技術は、かなり局所的な乱流の発生源をもたらし、液滴は限られた乱流空間内に十分な時間留まらないため、それは液滴を拡散するのにあまり効率的ではない。加えて、空気ジェットはかなり高速で液体ジェットに向かって移動するが、これは、ハウジング12の壁からのシース空気の層間剥離を引き起こす可能性があり、これにより、ハウジング壁への液滴の付着が増加する可能性がある。
【0050】
本開示の基礎を形成する研究は、これらの問題が、ハウジング12内の乱流を広げるかまたは増加させることによって、そしてまた、ハウジング12内の乱流生成空気流A1を遅くすることによって軽減または解決され得ることを示した。このようにして、液滴は乱流空間内により長い時間留まり、低速の空気ジェットa1は、ハウジングの壁からのシース空気流A2の層剥離を減少させる。
【0051】
この効果は、液体ジェットから距離をおいて空気ジェットa1の経路に物理的障害物を配置するか、または液体ジェットから距離をおいて空気ジェットa1を互いに衝突させることにより、乱流生成空気流A1を妨害することにより達成される。障害物はハウジング12内に乱流の発生源を生成し、これは、乱流空間の広がりを増加させ、したがって、液滴が乱流に曝されて乱流空間内に留まる時間を増加させる。
【0052】
空気ジェットa1の障害物はまた、その速度を低下させ、これにより、ハウジング12の壁からのシース空気流A2の層間剥離を改善、すなわち低減する。
【0053】
液体ジェットと障害物との間の距離は、さまざまな要因に応じて変化する可能性があるが、好ましくは空気ジェットa1を液体ジェットに直接向けるべきではないことが研究で示されている。というのは、液体ジェットに対する空気ジェットa1の直接の衝突は、液滴が隣接する液体ジェットの液滴と一緒に押しやられるとき、凝集のある程度の増加を引き起こす可能性があるからである。例えば、空気ジェットa1の流れの方向は、一つの孔を出る液体ジェットの液滴が隣接する孔を出る液体ジェットの液滴に押し込まれるように、ノズル孔の列と整列させることができる。したがって、液体ジェットLは、乱流生成空気流A1と間接的にのみ相互作用する。
【0054】
本明細書で使用される「少なくとも距離をおいて」または「距離をおいて」という表現は、空気ジェットa1を案内するオリフィス26(図3)が、空気ジェットa1が液体ジェットLからある距離をおいて、例えばオフセットされて障害物と相互作用するように案内されるよう構成されることを意味する。言い換えれば、乱流または妨害された空気のみが液体ジェットLと相互作用する。
【0055】
図4aは、本発明のエアロゾル発生器のシミュレーションを示しており、乱流生成空気流A1は、先行技術と比較して動きが遅く示されているが、これによって乱流はハウジングの全直径を満たすように素早く広がる。シース空気流A2は、ハウジング12の壁によく付着することがさらに示されている。
【0056】
図4bは、ハウジング12内のエアロゾルCの液滴の分布を示している。液滴は、最初は急速に広がり、その後、比較的一定のプロファイルを維持することが示されている。液滴がハウジングの壁に近づくことはなく、優れたシース流の挙動を示している。
【0057】
本開示の第1実施形態では、乱流生成空気流A1の空気ジェットa1は、オリフィス26とノズル20の液体入口16との間に配置された柱、突起、隆起などの物理的障害物25によって妨害される。上述したように、液体入口は、それぞれが液体ジェットLをハウジング12内に案内する複数の開口を備えることができる。
【0058】
図5aは、出口部14から見たエアロゾル発生器10の概念的な断面図を示す。オリフィス26は、ノズル20から放出される液体ジェットL(図示せず)に向かって空気ジェットa1を案内する。物理的障害物25の形態の障害物が、各オリフィス26とノズル20との間に配置される。障害物と衝突する空気ジェットa1が乱流の発生源を生成し、その結果、障害物の周りに乱流が生じる。したがって、乱流の複数の発生源は、ハウジング12内の乱流空気のより大きな領域または体積を形成することができる。液体ジェット16と空気ジェットa1との間の直接相互作用を回避するために、乱流の各発生源、すなわち各障害物は、少なくとも液体ジェットからある距離をおいて配置されるように構成される。また、オリフィス26から液体ジェットに向かう直接の流れが防止されるように障害物が形成される。図示の例では、オリフィス26の直径は0.40mmであり、障害物の直径は0.75mmである。
【0059】
図5bは、成形された障害物25の三つの例を示している。形状は、障害物の周りの乱流の広がりに影響を及ぼし得る。だが、初期の研究では、乱流に対する形状の影響は重要ではないことが示されている。
【0060】
図5cは、図5aの乱流発生器の側断面図を示している。空気ジェットa1が障害物25によってどのように妨害されるか、そして乱流が液滴列にどのように影響して、液滴を拡散し、エアロゾルCを形成するかが示されている。
【0061】
図6は、図5aのエアロゾル発生器10の斜視断面図を示している。障害物25は、オリフィス26とノズル20との間に配置された柱として示されている。乱流生成空気流A1およびシース空気流A2を提供するために第1の入口ガイド15−1および第2の入口ガイド15−2がどのように配置され得るかもまた例示されている。
【0062】
図7および図8に示される第2実施形態では、空気ジェットa1は、ノズル20からオフセットされた方向に整列させられる。さらに、空気ジェットa1のそれぞれは、乱流の発生源が液体ジェットからオフセットして生成されるように、少なくともノズル20から放出される液体ジェットLからある距離をおいて、少なくとも一つの他の空気ジェットa1との衝突によって妨害されるように方向付けられる。したがって、乱流の複数の発生源は、ハウジング12内の乱流空気のより大きな領域または体積を形成することができる。二つの空気ジェットa1は、衝突によって乱流の発生源を形成する。液体ジェット16と空気ジェットa1との間の直接的な相互作用を回避するために、乱流の各発生源、すなわち各障害物は、少なくとも液体ジェットからある距離をおいて配置されるように構成される。また、オリフィス26から液体ジェットに向かう直接の流れが防止されるように障害物が形成される。
【0063】
図7aないし図7dは、衝突によって互いに妨害し合うように空気ジェットa1が配置される形態の実施例を示している。
【0064】
図7aは、2対の空気ジェットa1が、反対方向を向いた空気ジェットa1の別の対へと、どのように整列させられるかを示している。ノズル20から放出される液体ジェットL(図示せず)から離れて、二つの乱流の発生源が生成される。
【0065】
図7bは、液体ジェットL(図示せず)からある距離をおいて、二つの空気ジェットa1が互いにどのように衝突するかを示している。四つの空気ジェットは、ノズル20から放出される液体ジェットLからある距離をおいて、二つの乱流の発生源を生成する。ノズル20の孔から排出される液体ジェットLの流路を直接横切らないように、空気ジェットa1を整列させるように注意が払われる。言い換えれば、空気ジェットa1は、別の空気ジェットa1と衝突する前にノズル20の一部を通過し得るが、孔の列を含むノズルの一部を通過しないことがある。
【0066】
図7cは、空気ジェットa1がどのように第2の空気ジェットa1と衝突するかを示しており、これが今度は第3の空気ジェットa1と衝突し、以降、同様である。衝突点では、乱流の発生源が生成され、そして衝突した空気ジェットは、波線a1’として示される乱流状態で進み、別の空気ジェットa1に衝突する。
【0067】
図7dは、液体ジェットL(図示せず)からある距離をおいて、二つの空気ジェットa1が互いにどのように衝突するかを示している。ノズル20から放出される液体ジェットLからある距離をおいて、八つの空気ジェットが四つの乱流の発生源を生成する。構成は、図7bに示す場合と同様であるが、ここでは、空気ジェットa1はすべて、ノズル20を通過する前に衝突するように配置されている。
【0068】
図8は、図7aのエアロゾル発生器10の斜視断面図を示しており、二つのオリフィス26は、反対側のオリフィス26から放出される反対方向に向けられた空気ジェットa1に向かって空気ジェットa1を放出するように構成されている。
【0069】
図示の実施形態では、液体ジェットは長手方向軸線X(図2参照)に沿って方向付けられるが、これは、概して、入口平面に対して直交しており、その結果、この入口平面は、ノズル20の出口表面と実質的に平行である。オリフィス26を含む第1の入口ガイドは、入口平面に対してある角度で、複数の空気ジェットa1を方向付けるように構成される。好ましくは、空気ジェットの角度は、液体ジェットの流れに対して概ね直交する空気の流れのために設定され、オリフィス26は、好ましくは、入口平面に対して平行な平面内に配置される。しかしながら、液滴がハウジング12を出る前に乱流空間に長い時間を留まるように、液体ジェットの周りの平面内だけでなく、液体ジェットの流路に沿って、ハウジング内で乱流の発生源を分散させるために、入口平面に対する空気ジェットの他の角度が考えられる。
【0070】
さらに、同様の目的で、オリフィスを軸線Xに沿って分散させて、ハウジング12内の乱流空間のより大きな広がりを実現することができる。
【0071】
使用中、エアロゾル発生器は次のように機能する。エアロゾル発生器が吸入デバイスのマウスピースに適合されている例示的な実施形態では、ユーザーは、自分の唇をエアロゾル出口17の周りでハウジング12(すなわちマウスピース)に当て、同時にマウスピースを経て吸入しながらデバイスを作動させる。デバイスの作動により、液体薬剤が加圧されて、ノズル20の孔を通って押し出され、少なくとも一つの液体ジェットLとしてノズル20から出る。加えられる圧力および孔は、液体ジェットが自然にレイリー液滴列へと分裂するように設定される。作動中、ユーザーの吸入は、シース空気流A2および乱流生成空気流A1の両方を生成し、乱流生成空気流A1はオリフィス26を介して導かれ、液体ジェットLの近くに乱流の発生源を生成し、この結果、液滴が凝集するのを防ぐために液滴は引き離される。同時に、シース空気流A2は、液滴がハウジング12の内壁に付着するのを防止する。
【0072】
同様に、エアロゾル発生器はまた、アイスプレーデバイスにおいて、目の苦痛の治療に使用されてもよい。しかしながら、乱流生成空気流A1およびシース空気流A2は、液体薬剤の加圧を開始すると同時にユーザーによって活性化させられる加圧空気などの加圧ガスによって必然的に生成される。
【符号の説明】
【0073】
10 エアロゾル発生器
12 ハウジング
13 入口部
14 出口部
15 空気入口
15−1 第1の入口ガイド
15−2 第2の入口ガイド
16 液体入口
17 エアロゾル出口
20 ノズル
22 ノズルホルダー
24 加圧液体
25 物理的障害物
26 オリフィス
27 オリフィス
30 フロントハウジング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【図7d】
【図8】
【国際調査報告】