JP2007136451A - 液体吐出装置及び吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出直前に複数の物質を混合させて吐出する場合において、その吐出量あるいは混合比率を容易に変更でき、かつ、比較的精密に制御できる液体吐出装置及び吐出方法を提供する。
【解決手段】 液体吐出装置は、液剤を貯蔵するための複数の貯蔵部１，２と、それぞれの貯蔵部１，２に繋がった複数の送液部５，６と、液体を吐出するための吐出部１０と、複数の送液部５，６からの流路７，８を合流させて１つの流路として吐出部１０に連結する連結部９を有する。複数の送液部５，６を駆動して複数の貯蔵部１，２からの液体を連結部９の１つの流路で混合して吐出部１０へ送液し、吐出部１０より混合液を吐出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体を吐出する吐出装置及び吐出方法に関する。より詳細には、本発明は、吸入器、点鼻薬送入器などの液剤噴霧方式の医療用機器、或いは、空調機、空気清浄機、換気設備、吸気設備など、大気圧下で所定の空気の流れを発生させる機器中において利用される吐出機構などで適用可能である。この様に、本発明は、利用形態に応じて広範な適用が可能な液体吐出装置及び吐出方法に関する。

大気圧下で所定の空気の流れを発生させる機器は、産業上利用されるものから、一般家庭で利用されるものまで、数多くの種類がある。その用途も、空気を送るもの、空気を吸うもの、空気を置換するもの、空気を浄化するもの、或いは、空気の流れに載せて特定の成分を送るものなど、多彩である。例えば、空気清浄機は、室内の空気を浄化するとともに、逐次、新鮮な外気を取り込んで置換する用途に利用されるものの代表である。また、ミスト状とした種々の薬効成分を呼吸器患部などに供給する用途に利用可能な吸入器は、空気の流れに載せて、特定の成分を送る機器の一例である。

液剤から微細なミスト状の液滴を発生させる噴霧機構には、例えば、次の様なスプレー方式がある。この方式は、香水用のアトマイザーのように、加圧した空気を狭い隘路部を通過させる際に発生する圧力差を利用して、キャピラリー管を通して液剤を吸い上げ、これをミスト化した上で吐出させるものである。このスプレー方式の噴霧機構は、キャピラリー管を通した液剤の吸い上げ及びミスト化の駆動力として、加圧気体を利用するものである。加圧気体の発生方法には、手押しポンプを用いるものから、電動式のコンプレッサーを利用するものまで、その用途に応じて種々のものがある。

また、超音波式のミスト発生機構もある。ここでは、液体中に超音波によって微細な気泡を発生させ、この微細な気泡が液表面で崩壊する際にその反跳力を利用して微細な液滴を放出させる。これは、例えば、超音波式の加湿器などで利用されている。

さらには、微細な液滴を発生する機構として、振動式及び加熱発泡式（所謂インクジェット方式）もある。振動方式では、圧電体素子などを利用する方式が知られており、加熱発泡方式では、マイクロ・ヒーター素子を利用する方式が知られている。ここでは、液溜に収納されている液体に対して電気的に発生した微細な圧力を加えることで、狭い吐出口から微小な液滴として吐出させる。この電気的に制御可能な振動式及び加熱発泡式の微細な液滴発生機構には、発生される微細な圧力の制御により、極微量の液量の液滴を高い精度で吐出できるという利点がある。この利点を利用して、極微量の液量を有する液滴を利用する幾つかの分野においても、その応用の展開がなされている。

例えば、利用者に吸入して薬剤を摂取させる薬剤吐出装置に、電子カルテなどの情報データベースを組み合わせて活用する利用者への処置が具現化しつつある。このような薬剤吐出装置の吐出機構に上記のインクジェット方式を適用することで、薬液の液滴径や吐出量を精密に制御することが可能である（特許文献１、特許文献２参照）。

ところで、吐出装置ないし噴霧装置の中には、単一組成物を吐出、噴霧するよりも、複数の物質を吐出、噴霧するものが多い。上記薬剤吐出装置の場合でも、薬剤と補助剤、或いは複数の薬剤を吐出、噴霧するものなど、多彩な組合せが考えられる。

その種々の組合せの中には、吐出、噴霧する際には混合した状態で吐出、噴霧したいが、各物質を混合して保存しておくことが困難な組合せも存在する。すなわち、混合することで各物質間に何らかの反応が生じ、各物質本来の効能がなくなってしまう場合である。複数の物質を混合した組成物が目的の用途に使用可能な状態である期間をポットライフというが、このポットライフが短い組合せが上記に該当する。上記のような組合せの物質を吐出、噴霧するに当たり、各物質は別個の容器に保存しておき、吐出ないし噴霧直前に液体を混合する方式が提案されている（特許文献３参照）。直前に液体を混合するこの方式によれば、ポットライフが短い組合せでも混合して吐出することができる。
国際公開ＷＯ９５／０１１３７号公報 国際公開ＷＯ０２／０４０４３号公報 国際公開ＷＯ２００４／００７３４６号公報

しかしながら、特許文献３に記載の方式では、混合から吐出ないし噴霧に至る過程が充分明瞭ではなく、吐出量を精密に制御できる構成になっているとは言いがたい。また、混合比率の制御に関しても、各容器内の圧力を変える、液体の供給口の大きさを変えるなどする必要があり、必要に応じて適宜、混合比率を容易に変更し、かつ、精密に制御できる構成にはなっていない。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、ポットライフの短い複数物質の組合せを混合して吐出する際に、吐出量あるいは混合比率を容易に変更し、かつ、比較的精密に制御することができる液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体を貯蔵するための複数の貯蔵部と、それぞれの貯蔵部に繋がった複数の送液部と、液体を吐出するための吐出部と、複数のそれぞれの送液部に繋がった複数の流路と、前記複数の流路を合流させて１つの流路として吐出部に連結する連結部を有する。そして、複数の送液部を駆動して複数の貯蔵部からの液体を連結部にて合流した１つの流路の中で混合して吐出部へ送液し、吐出部より混合液を吐出する様に構成されていることを特徴とする。

また、本発明の吐出方法は、複数の送液部を駆動して、液体を貯蔵するための複数の貯蔵部からの液体をそれぞれの流路から、これらの流路を合流させて形成された１つの流路で合流させる。そして、そこで複数の液体を混合し、この混合液を吐出部へ送液して、吐出部より混合液を吐出することを特徴とする。

本発明によれば、複数の送液部を駆動して、複数の貯蔵部に貯蔵された液体を、それぞれが送られる流路を合流させて形成された１つの流路で合流させて混合液とすることができる。したがって、ポットライフが短い組合せであっても、混合吐出できる。また、送液部の駆動周波数の制御などにより、その吐出量あるいは混合比率を容易に変更でき、かつ、比較的精密に制御することができる。

以下に、本発明の吐出装置ないし吐出方法の実施形態を説明する。

本実施形態では、複数の送液部を駆動して、液体を貯蔵するための複数の貯蔵部からの液体をそれぞれの流路から、これらの流路を合流させて形成された１つの流路で合流させる。そして、そこで複数の液体を混合し、この混合液を吐出する。吐出方法は任意の方法でよく、水性溶媒の液剤に広く利用されていたスプレー方式などでも構わないが、電気的エネルギーを付与することで吐出する方式、中でも、加熱発泡方式の原理に基づいて混合液を吐出する方法が好ましい。この方式の吐出方法を用いる本実施形態では、液剤を細かな液滴に変換する過程と、吐出された微細な液滴をその搬送用の気流中に混入する過程とを分離する形態を採用することになる。

スプレー方式の噴霧では、液剤を細かな液滴に変換する過程で利用される加圧気体が、その後、噴霧された微細な液滴を搬送する気体の流れとしても使用される。そのため、この搬送用の気流中に浮遊される微細な液滴の量（密度）や組成物の比率を、目的に応じて変化させることが、構造上容易ではない。これに対して、本実施形態における吐出方法では、上記分離形態を採るので、スプレー方式の噴霧が有する原理的な制約を回避することができる。したがって、本発明の特徴である吐出量あるいは混合比率の制御をより精密に行うことができる。

基本的には、本実施形態にかかる吐出方法は、例えば、水を主体とする水性溶媒中に複数の薬剤化合物を所定濃度及び所定比率で含有する液剤を噴霧する方法である。この液剤は、薬剤化合物に加えて、例えば、吐出安定化剤や矯臭成分と嬌味成分の少なくとも一方などを水性溶媒中に均一に分布した状態で含有してもよい。

本実施形態は、上記噴霧方法を適用して、水性溶媒中に複数の薬剤化合物を所定濃度で含有する液剤の噴霧に利用可能な噴霧装置としても構成される。この噴霧装置は、液剤を収納する部位（貯蔵部）と、微小液量を送液する部位（送液部）と、複数の貯蔵部からの液を混合する流路と、加熱発泡方式によって液剤の微小液滴を吐出させられる吐出部とを具備する。

本実施形態にかかる吐出ないし噴霧方法ならびに噴霧装置は、医療目的で利用される吸入装置に応用すると、好適である。本実施形態にかかる吸入装置は、水性溶媒中に治療目的に利用可能な薬剤化合物を所定濃度で含有する液剤を噴霧し、この液剤の噴霧を投与対象者に吸入させる。ここでは、液剤の噴霧を行う噴霧機構として、上記噴霧装置を用いる。そして、噴霧機構で発生される液剤の微小液滴が霧状に浮遊する気体を投与対象者に吸入させる吸入機構を、前記噴霧機構に付設する装置構成となっている。

本実施形態にかかる吸入装置では、ポットライフが短い薬剤同士でも、分離保存し、吐出直前に混合する形態なので、薬剤の変性を抑えたままの状態で吸入できる。また、薬剤においては、吸入量や吸入薬剤の混合比率は精密に管理されるべきであり、その面でも本実施形態が好適である。なお、本実施形態にかかる噴霧方法では、矯臭成分或いは嬌味成分を一の容器に含ませることで、嗅覚または味覚により、液剤の噴霧と、その後の搬送用気流中への混入を確認することができる。本実施形態に用いる貯蔵部、流路、送液部の材質は任意の材質でよく、ガラス、プラスチック、金属などから選ばれる材質が好適に用いられる。

本実施形態に用いる液は、流動性があり、送液部が送液しうる性状のものであれば良い。主媒体は水または有機物が好ましく、生体に投与されるときは水が主媒体であることがより好ましい。

液構成物は液中に均一化されていれば何でも良く、液中の均一状態は溶解、分散、乳化、懸濁、スラリーなどのいずれでも良い。

液組成物は前記状態を有していれば良く、有機物でも無機物でも良い。化合物としては、一般に知られる薬剤、香料、色素などを用いることができる。薬剤としては、薬理的、生理的な作用を示す医薬用化合物の薬剤、嬌味・嬌臭目的の成分、染料、顔料などを例示できる。

前記の生理的な作用を示す医薬用化合物については、一般的に利用されている薬剤化合物の例として、次の様なものがある。消炎ステロイド、鎮静剤、β−交感神経作用剤、抗ヒスタミン剤、抗アレルギー剤、ビタミン剤、高血圧剤、抗不安剤、抗リウマチ剤、タンパク製剤、ホルモン剤、レセプター、抗体、酵素、ワクチン、遺伝子、核酸類などである。

薬剤の適用量は物質によって異なるが、混合後の総量に対して１ｐｐｍ〜１０％の範囲に選択することが好ましく、なかでも、０．００１％〜５％の範囲に選択できるとより好ましい。

前記の嬌味成分或いは矯臭成分としては、各種の天然香料、合成香料、調合香料を利用できる。また、化粧品香料、石鹸香料、食品香料などの用途で利用される一般的な香料成分も利用可能である。添加可能な副次成分としては、各国の薬局方などに記載されている医薬用途のもの、或いは、食品、化粧品において利用が許容されているものなどが用いられる。

前記の嬌味成分或いは矯臭成分として配合される香料などの配合比率は、利用する香料の種類によっても異なるが、一般に、混合後の総量に対して１ｐｐｍ〜１０％の範囲に設定することが好ましい。１ｐｐｍ〜１％の範囲とするとより好ましい。また、吐出液の利用目的に反しない範囲で、嬌味成分と矯臭成分の両者を組み合わせて使用してもよい。

前記の染料或いは顔料としては、各種の染料及び顔料を利用できる。添加可能な副次成分としては、各国の薬局方などに記載されている医薬用途のもの、或いは、食品、化粧品において利用が許容されているものなどを用いることができる。

前記の染料或いは顔料として配合される色素の配合比率は、利用する色素の種類によっても異なるが、一般に、混合後の総量に対して１ｐｐｍ〜３０％の範囲に設定することが好ましい。０．０１％〜１０％の範囲とするとより好ましい。また、吐出液の利用目的に反しない範囲で、染料と顔料の両者を組み合わせて使用してもよい。

また、必要に応じて吐出補助剤や吸収促進剤などの添加剤を用いてもよい。前記の薬剤、香料や色素が所望の溶解性を示さない疎水性物質であることもある。その際には、必要に応じて、均一な分布を達成するのに利用可能な、分散剤、界面活性剤などを添加することができる。更には、必要に応じて、適用対象の噴霧液の使用目的に適合する種々の添加剤、例えば、分散剤、界面活性剤、表面調整剤、粘度調整剤、溶剤、保湿剤、ｐＨ調整剤を適正量添加することもできる。

具体的には、配合可能な添加剤として、次の様なものが例示できる。イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、乳化剤、分散剤、親水性バインダー、疎水性バインダー、親水性増粘剤、疎水性増粘剤、グリセリン、グリコール類、グリコール誘導体類、アルコール類、アミノ酸、尿素、電解質、緩衝液成分を例示できる。なお、前記各種添加剤は、必要に応じて、単一のものを添加することもでき、或いは、複数種を添加することもできる。

上に例示した添加剤として利用する各種の物質に関しては、添加可能な副次成分として、各国の薬局方などに記載されている医薬用途のもの、或いは、食品、化粧品において利用が許容されているものなどを用いるのが好ましい。

上記の添加剤として配合される各種の物質の添加比率（質量濃度）は、対象となる主成分の薬剤化合物、及び嬌味成分或いは矯臭成分として利用する香料の種類、色素の種類及び配合比率によって異なる。一般に、混合後の総量に対して０．０１％〜４０％の範囲に選択することが好ましく、０．１％〜２０％の範囲内とすることがより好ましい。一方、上記添加剤の添加量は、用途（機能）、種類、組合せにも依存するが、配合される液剤の吐出性の観点から、液剤の薬剤、矯臭成分或いは嬌味成分、色素の各含有量合計１質量部に対して、０．５質量部〜１００質量部の範囲に選択するのが好ましい。

複数の貯蔵部に満たす液組成としては、上記記載のものなどから選ばれるものであり、個々の液は同一であってもよく、異なる物質からなる組合せであっても良い。具体的には薬剤同士の組合せであってもよく、薬剤と界面活性剤との組合せであっても良い。また、複数の貯蔵部個々の液組成は、薬剤或いは香料或いは色素と添加剤の混合物であってもよく、或いは薬剤、香料、色素から選ばれる物質の混合物でもよい。

貯蔵部に満たす液組成を異種薬剤の組合せとすることで、複数の目的を一稼動で達成することができる。具体的には、呼吸器疾患の治療薬と体内治療用の全身投与薬を組み合わせるケースが例示できる。

或いは、治療薬と該治療薬を分解する酵素の阻害剤を組み合わせることも効果的である。また、呼吸器用の阻害剤と全身投与薬を組み合わせることも効果的である。さらに、治療薬と吸収促進剤を組み合わせることで、より効率の高い吸収を得ることができる。加えて、治療薬と香料を組み合わせることで噴霧を確認することもできる。

香料やアロマテラピー用の薬剤を複数組み合わせることで、より多岐な効能や新たな効能を生み出すことができる。また、薬剤と吐出用の安定化剤を組み合わせることで、互いの相互作用を吐出の直前に初めて発生させることができる。これにより、吐出の直前までは単独に貯蔵することができ、より安定性を確保できる。

送液部は、液を送るものであれば任意のものを用いうるが、マイクロポンプなど極微量の液量を送液することが可能な機構を用いることが好ましい。送液の駆動力を発生させる方式としては、圧力による押し出し式、負圧式、振動式を例示できる。また、その制御も、手動であってよいし、電子制御でも良い。電子制御の場合は、より精密に量を制御するためにプログラムで任意に制御できることがより好ましい。電子制御の方式では、振動式としてピエゾアクチュエータ方式や超音波方式を例示でき、負圧式として熱エネルギー付与による発泡方式を例示できる。

送液部については、逆流を防止するとともに精密に量を制御するために、貯蔵部に繋がる入り口と流路の合流部に繋がる出口に逆止弁を設けることがより好ましい。

本実施形態の吐出装置は、加熱発泡方式によって液剤の微小液滴を吐出させることが可能なサーマルインクジェット原理に基づいた吐出用ヘッド部を有するが、ヘッド部を構成する多数の液剤吐出部を独立駆動可能な構成とすることが好ましい。図１に、かかる液体吐出ないし噴霧用装置の全体構成の一例を模式的に示す。この図１に例示する装置は、液体を貯蔵するための複数の貯蔵部１と２、複数の送液部５と６、貯蔵部１と送液部５とを連結する流路３、貯蔵部２と送液部６とを連結する流路４を有する。また、更に、吐出部１０と、送液部５、６と吐出部１０とを連結する流路７〜９を有する。流路９は、流路７と流路８が合流して１つになって形成された流路である。この構成において、送液部３と４を駆動させて、連結部位すなわち流路９で混合させて吐出部１０へ送液し、混合液を吐出部１０より吐出させる。その際に、逆流を防ぐために、図２に示す形に、流路７、８及び９を配置することが好ましい。流路７、８及び９の径は充分に細いので、この逆流防止効果は、装置の使用姿勢によって変化することはない。

吐出部１０はヘッド部を有し、図３に示す様に、このヘッド部は各液剤吐出部の駆動を制御するコントローラ１１と内部配線で連結されていて、駆動信号、制御信号などのやり取りを行う。

また、コントローラ１１は送液部５，６にも連結されており、各送液部の駆動制御も行う。駆動制御は、駆動期間の制御、駆動周波数の制御、駆動タイミングの制御などを含む。各送液部の駆動周波数或いは駆動時間に差をつけることで、容易に混合比率を変えることができ、また、駆動周波数或いは駆動時間の制御を精密に行うことができるため、混合比率の制御も比較的精密に可能である。

各送液部の駆動方法については、流路９で各貯蔵部からの液体を混合できれば特に限定されない。すなわち、片方の貯蔵部からの液体の必要吐出量を全て送液した後にもう片方の貯蔵部からの液体の必要吐出量を送液する場合では混合されないが、それ以外の駆動方法であれば構わない。

しかし、より均一に混合するためには、各貯蔵部の必要吐出量を分割した上で流路９に交互に供給されるように各送液部を駆動することが好ましい。例えば、各送液部の駆動を単独に行い、かつ駆動の切換えをミリ秒レベルで交互に行う場合などが該当する。この場合、切換えの間隔を短くするほど、より均一に混合することができる。あるいは、各送液部の駆動を切換えず、同じ時間帯に送液を行う場合でも、各送液部の駆動タイミングがずれるように駆動制御すれば、流路９への各流路からの液体の供給を交互に行うことができる。特に、各送液部の駆動周波数が同じで、同じ時間帯に駆動を行う場合には、各送液部の駆動タイミングがずれるように制御することが特に好ましい。この場合、駆動タイミングまで一致すると、流路９の中で十分均一に混合されない可能性があるからである。

ヘッド部は、吐出される微細な液滴個々の液量をサブピコリットル或いはフェムトリットルオーダーとでき、その制御性にも優れている極微小の液滴吐出部を利用することが好ましい。この吐出用ヘッドは、特開２００３−１５４６５５号公報に開示されている様なものである。これを、図４の断面図を用いて説明する。図４に示す様に、吐出口２４には、吐出口プレート２５の吐出口２４が開口した面である吐出口面２５ａに対して凹となる位置に、絞り部２７、すなわち吐出口２４の横断面積を他の部分と比較して急激に絞り込んだ部分が、設けられている。吐出される液体は、吐出口２４内において、吐出口面２５ａと絞り部２７との間でメニスカス２８を形成して保持される。したがって、絞り部２７は、液流路２３から、吐出口プレート２５の吐出口面２５ａまでの経路における液中に位置している。基板２２上には、液吐出のために電圧印加されて発熱するヒータ２１が設けられていて、ヒータ２１が発熱させられると、その上に気泡が発生してメニスカス２８から液滴が吐出される。

図１に示す例では、吐出される液剤は２種類である。吐出される液剤が３種類以上の場合は、適宜に、対応する貯蔵部を設けてこれらを連結し、吐出部１０のヘッドも、複数種の液剤吐出部を集積化する構成とすることで、対応可能である。

本実施形態による吐出装置は、例えば、図５に示す様な外形を有する。これは吸入装置として用いることができる形態であり、利用者が携帯して所持可能なように構成されている。図５は、吸入器として用いる吐出装置のアクセスカバー３２が開いた状態を図示したものである。図５において、３３はフロントカバーで、吐出装置本体とともにハウジングを形成している。３５はロックレバーである。これは、アクセスカバー３２が使用時に開かないように、アクセスカバー３２の先端に設けた突起部３２ａに、バネによって付勢されたロックレバー３５の先端に設けた爪形状部がひっかかりを持つように形成されている。ロックレバー３５を下方にスライドさせると、アクセスカバー３２を付勢している不図示のアクセスカバー戻しバネの力によりアクセスカバー３２がヒンジ軸を回転中心として開く。

図５に示す如く、アクセスカバー３２が開くと、吐出ユニットガイドに沿ってハウジング内に装着された吐出ユニット３６とマウスピース３４が見えてくる。マウスピース３４は吐出ユニット３６の下にあり、これらは交差して装着されている。吐出ユニット３６は、液剤を包含する貯蔵部、送液部、上記した種々の流路、混合液を吐出するヘッド部、ヘッド部に設けたヒータに熱エネルギーを発生させるための電力をバッテリから供給するための電気接続面等から構成されている。

本実施形態による吐出装置を、化合物のスクリーニング装置などとして利用する場合も、上記構成の装置を好適に用いることができる。

本実施形態においては、装置を繰り返し使用することができ、利便性から所定の部位をカートリッジ化して使用毎に交換することができる。カートリッジ化する部位は、例えば、図１に示す全体を一つのカートリッジとする、或いは液を含有する部位１と２を各々カートリッジとする、或いは吐出部１０をカートリッジとする。更には、図１において吐出部１０から上の部分を一つとみなしてカートリッジ化する、或いは液を含有する部位１と２から下の部分を一つとみなしてカートリッジ化する形態が挙げられる。

本実施形態にかかる吐出装置は、本実施形態の吐出方法の有する利点を生かしている。すなわち、液剤を細かな液滴に変換する過程と、吐出された微細な液滴をその搬送用の気流中に混入する過程とを分離する形態の利点を生かしている。上述した様に、ここでは、水性溶媒中に治療目的に利用可能な薬剤化合物を所定濃度で含有する液剤を吐出し、この液剤の吐出を投与対象者に吸入させる際、この吸入される気体中に含まれる薬剤化合物の量（単回投与当たりの用量）を随意に設定できる。その際、液剤の吐出を行う吐出機構として、単位面積当たり、微細な液滴の吐出口を高密度に配置できるサーマルインクジェット原理に基づいた吐出用ヘッドを利用することで、使用者が携帯所持できるような小型化ができる。

肺吸入に上記の如き吐出用液体を用いる場合、不可欠な部分は、粒径が１〜５μｍで且つ狭い粒度分布の液滴で処方物を吐出しうる吐出部である。この構成でも、上述した様に、吐出部、貯蔵部、送液部、連結部、流路部は適宜の単位で着脱可能にできる。利用者が携帯して所持できるように構成された図５に示される様な吐出装置は、薬剤を粒子サイズがほぼ均一な液滴として定量吐出することを可能とした吸入器の例である。

また、本実施形態の装置を用いて、異種物質間の反応や相互作用をセンシングすることも可能である。例えば、被検出物質を含有した溶液を同パターンで基板上に吐出することにより、基板と被検出物質を効率良く反応させることや、吐出量を変化させるだけで濃度変化をつけることも可能である。

以下に、本発明の実施例を説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。図３に示される機構と図５に示される吸入器を用いて、液体を貯蔵する貯蔵部が２つの場合について行った。実施例の内容を表１に、比較例の内容を表２に示す。

（実施例１）
貯蔵部１と２に、以下のＡ液及びＢ液を各々満たし、送液部５と６に圧電体ポンプを用いた。ポンプは５０Ｈｚで１秒間駆動した際に５マイクロリットル送液できる仕様のもので、実際のポンプの駆動は、Ａ液、Ｂ液のポンプの周波数をそれぞれ４０Ｈｚと１０Ｈｚに設定し、同時に１秒間駆動させて、Ａ液とＢ液の送液量をそれぞれ４マイクロリットルと１マイクロリットルに設定した。
Ａ液：インスリン４ｍｇ／ｍｌ水溶液
Ｂ液：ラウロイルサルコシン２０ｍｇ／ｍｌ水溶液
ノズル径が３μｍでノズル数が４００個の吐出部１０を用いて、前記の混合液を１秒間噴霧して４秒間インターバルをおいて再度噴霧させ、合計で５０回噴霧させた。繰り返し噴霧に当たっては、適宜に送液と液供給を行った。また、前記条件で噴霧した際の特性を以下のように確認した。

噴霧の様子を目視にて確認し、５０回の噴霧中、噴霧できた回数で判断した結果、５０回噴霧された。

また、粒度分布計（マルバーン社製；スプレイテック）を用いて前記噴霧液の粒度分布を測定した結果、平均粒子径が３．３μｍであった。また、噴霧液を回収して高速液体クロマトグラフ（日本分光社製；ＬＣ−２０００）を用いて予め濃度による検量線を作成し、前記Ａ液、Ｂ液の２物質の濃度を同定した結果、仕込んで送液した吐出液比率０．８を得た。

なお、以下全ての実施例では各送液部の駆動時間をそろえているため、Ａ液、Ｂ液の各成分量は濃度と周波数の２つで決定され、これによって物質量を定義している。すなわち、Ａ液、Ｂ液の送液の開始と終了が同時になるように、周波数で調整している。吐出液比率は、次の計算式で計算される。
［Ａの成分量］＝［Ａの成分の濃度］×［Ａの送液部の駆動周波数］
［Ｂの成分量］＝［Ｂの成分の濃度］×［Ｂの送液部の駆動周波数］
吐出液比率＝［Ａの成分量］／［Ｂの成分量］

（比較例１）
実施例１において、Ａ液のみを送液した後にＢ液のみを送液する以外は実施例１と同様に行った。結果、噴霧回数は１５回であった。

（比較例２）
実施例１において、Ｂ液のみを送液した後にＡ液のみを送液する以外は実施例１と同様に行った。結果、噴霧回数は２０回であった。

Ｂ液はＡ液（インスリン溶液）の吐出安定化に寄与する添加剤である。したがって、実施例１において、両液が均一に混合していることがわかる。

（実施例２）
実施例１において、Ｂ液中の物質をアルギニンに変更し、そのポンプ設定値を４０Ｈｚとし、送液量を４マイクロリットルに変更した。両送液部の駆動周波数が同じであるため、各送液部の駆動タイミングはずらすように制御した。また、Ａ液とＢ液を３０℃で２ヶ月保存してから、実施例１と同様に噴霧して評価した。結果、５０回全てで噴霧がされ、また濃度比率も仕込んで送液した比率０．０８を得た。

（実施例３〜５）
実施例２において、液内容を表１に示す内容に変更して、実施例２と同様に評価した。結果は、表１に示されるとおりである。つまり、混合比率を精密に制御できることがわかった。

（比較例３）
実施例１において、Ａ液及びＢ液の組成と混合比率を同一として、バイアル中で混合攪拌し、該液を３０℃で２ヶ月保存してから、実施例１のＡ液含有部位（貯蔵部）１に入れて吐出部位１０に送液し、該吐出部位より吐出させた。結果、吐出しなかった。

（比較例４〜７）
下記の表２に示す内容に変更する他は、比較例３と同様に評価した。結果、吐出しなかった。

以上のことから、複数の液を吐出させる直前に混合することで、保存性と吐出性に関して非常に優れることが明らかとなった。

（実施例６〜１５）
前記液体を含有する部位１と２に各々含有させる物質と該物質の濃度、及び吐出液中に含まれる各物質の比率を表１に記す。媒体は精製水を用い、表示した濃度に各々調製した。また、吐出後の各物質の濃度は、公知情報に基づいて、分光光度計（日本分光社製；Ｖ−５６０）を用いたスペクトル測定の吸光度比或いは高速液体クロマトグラフから得られるクロマトグラムのピーク面積比から算出した。表１中のＡ液及びＢ液に２成分表示している実施例については、表中の吐出後の比率は、添加物である２成分目を除外した各物質の比率を表示してある。

いずれの系においても、所望の物質を任意の比率で吐出させて噴霧でき、高い精度で量のコントロールが可能で、また直前に複数の物質を混合できることが確認された。

本発明の吐出装置の全体構成の一実施形態を示す図である。 本発明の吐出装置の流路の合流部の一例を示す図である。 本発明の吐出装置の全体構成の一実施形態を示す図である。 本発明の吐出装置の吐出部位の一例を示す断面図である。 本発明の吐出装置の一実施形態の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１，２ 貯蔵部
３，４，７，８ 流路
５，６ 送液部
９ 連結部
１０ 吐出部

Claims (10)

1. 液体を貯蔵するための複数の貯蔵部と、それぞれの貯蔵部に繋がった複数の送液部と、液体を吐出するための吐出部と、複数のそれぞれの送液部に繋がった複数の流路と、前記複数の流路を合流させて１つの流路として吐出部に連結する連結部を有し、前記複数の送液部を駆動して前記複数の貯蔵部からの液体を連結部にて合流した１つの流路の中で混合して吐出部へ送液し、吐出部より混合液を吐出することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記複数の送液部を交互に単独に駆動させることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記送液部はマイクロポンプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記吐出部は、電気的エネルギーを付与することで混合液を吐出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記電気的エネルギーを付与することで吐出する方法は、加熱発泡方式の原理に基づいて混合液を吐出する方法であることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記吐出部は、混合液を液滴化して吐出ないし噴霧することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 利用者が薬剤を液滴として吸収するための吸入装置であって、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出装置を含み構成される吸入装置。
8. 前記吸入装置は、携帯して所持可能なように構成されている請求項７に記載の吸入装置。
9. 複数の送液部を駆動して、液体を貯蔵するための複数の貯蔵部からの液体をそれぞれの流路から、これらの流路を合流させて形成された１つの流路で合流させてそこで混合し、この混合液を吐出部へ送液して、吐出部より混合液を吐出することを特徴とする吐出方法。
10. 前記複数の送液部を交互に単独に駆動させることを特徴とする請求項９に記載の吐出方法。

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