JP2007503930A - 単位投薬量カートリッジおよび乾燥粉末吸入器 - Google Patents

Abstract

患者への肺薬物送達の効率を上げるために、薬物粒子を、希釈、分与、および計測するための改良された空気力学性質を有する乾燥粉末吸入器が開示される。この吸入器は、一般に、取入口（１５）を有するハウジング（２０）、空気流れ制御／チェック弁（１８０）、混合セクション（３０）およびマウスピース（４０）を備える。医薬の単回投薬量で装填されたカートリッジが混合セクション中に設置され得る。マウスピースの軸および混合チャンバーの軸によって規定される角度は、約９３゜と約１２０゜との間であり得る。

Description

（発明の分野）
本発明は、改良された制御システム容量空気流れ速度、医薬粒子輸送、粒子分散、粒子計測薬量測定および患者コンプライアンスを有する薬物投与吸入器の分野にある。

（発明の背景）
１９７０年代の初期に、特定の医薬が、乾燥粉末形態で、口を通る吸入または鼻を通る吸気によって、直接、肺に投与され得たことが見出された。このプロセスは、医薬が消化器系をパイパスすることを可能にし、そして、特定の事例では、経口接種または注射された医薬と同じ結果を達成するために用いられるべきより小量の投薬量を可能にする。いくつかの事例では、それは、医薬の副作用、およびその他の処方された医薬との相互作用を低減する送達技法を提供し、ならびにより迅速な薬物投薬法摂取を提供する。

吸入器デバイスは、代表的には、液体の液滴の霧で、または乾燥粉末エアロゾルとして、医薬を送達する。粒子状物質のヒト肺内での堆積は、非常に複雑であり、そして完全に理解された現象ではない。人々は、比較的多い（ｂｒｏａｄ）一回呼吸量に亘って呼吸する。口に入るガスに乗る粒子のより低い輸送速度は、口腔咽頭腔内でより良好な埋伏を避けることが知られている。これは、直径が１〜２ミクロンより大きい粒子について特に真実である。

粒子がガス流れ中に懸濁して残るために、それらの表面輸送速度は、それらの重力沈降速度より大きくなければならない。例えば、１００ミクロンの粒子は、粒子／ガスに同調する状態に残るために、１００ミクロン粒子について約７フィート／秒以上の輸送ガス速度を有さなければならない。より小さな粒子について要求される輸送速度は、かなりより少ない。上記のように、高速度粒子は、口腔咽頭腔内の組織裏打ち上に衝突および堆積するより大きな性向を有している。従って、これら粒子が正確な速度で輸送されない場合、有意な数の粒子が失われ、そして肺に侵入しない。

吸入器にともなう別の共通の問題は、粒子が凝集することであり、粒子の塊を引き起こし、それは、次いで、肺に入るよりもむしろ、吸入器または口腔に接着する。この問題
対する大部分のアプローチは、粒子間の接着を減少するために粒子中、粒子上または粒子とともに界面活性剤を含めることである。

重要なことは、患者が吸入器に医薬を充填することが困難であるべきではなく、そして、正確な投薬量が実際に投与されるようにこの吸入器を容易かつ適正に用いることである。多くの現在の乾燥粒子吸入器は、これらの重要な規準の１つ以上に欠陥がある。

従って、本発明の目的は、適正に用いることが容易で、そして薬物粉末を、この粉末が喉の裏に接着する代わりに肺に侵入するように送達する吸入器を提供することである。

本発明の目的は、サイズが約０．５〜約１０ミクロン、そして好ましくは、サイズが約１〜約５ミクロンの範囲の粒子を有する粉末医薬とともに効率的に作動する吸入器を提供することである。

本発明のさらなる目的は、ヒト呼吸の広い吸入一回呼吸容量範囲に亘り効率的に作動し得る吸入器を提供することである。

本発明のなおさらなる目的は、吸入される薬物の、有効かつ所望の視準、脱凝集および同調を提供するように、空気流れの容量および速度を制御する吸入器を提供することである。

関連する目的は、高せん断力の空気流れ場、および制御された循環ガス作用を生成し、適切な吸入器使用法の間に粒子凝集を破壊する吸入器を提供することである。

より詳細な目的は、口腔咽頭腔を通って空気流れに乗る医薬粒子である空気流れを生じるようなサイズおよび形状である吸入器マウスピースを提供することである。

別の詳細な目的は、完全な空気同調化および空気流れ中への適正な分散のために医薬を供給する医薬含有吸入器カートリッジを提供することである。

なお別の目的は、上記空気流れを真直ぐにし、そして、吸入器使用者に対し医薬粒子を適正に同調し、脱凝集し、そして送達するように、空気流れ容量および速度を、所定の最大値と最小値との間の値に制限することである。

本発明のその他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読む際に、および図面を参照するに際し明らかとなる。図面全体を通じ、同様の参照番号は、同様のパーツを指している。

（発明の要旨）
乾燥粉末吸入器（ＤＰＩ）は、空気取入セクションおよびチェック弁セクション；混合およびカートリッジセクション；およびマウスピースを含み、すべては、吸入空気およびエアロゾル化薬物の容量および速度を制御するように設計されている。この吸入器は、ヒト呼吸の非常に広範な吸入一回呼吸量範囲に亘って作動され得る。この吸入器のいくつかの特徴は、口腔咽頭領域中で比較的大きな粒子損失に寄与し得る広い高い圧力の力を用いることより、医薬粒子を希釈し、かつ凝集をなくすために注意深く設計された空気力学的な力を用いる点で最も顕著な有利な性質を提供する。

上記吸入器取入チャンバーは、チェック弁バルブ（ｂｕｌｂ）を取り付け、これは、好ましい実施形態では、テーパー状のバルブ、バルブ移動ロッドおよび付勢スプリング、および１つ以上の周囲シュートまたはこのバルブ上のベンチュリを有し、このデバイスを通る空気の流れを調節かつ制御する。上記取入は、さらに、必要に応じてフィードバックモジュール（示さず）をさらに含み、適切な吸入空気流れ速度が達成されているとき、使用者に示す音色を生成する。

上記吸入器混合セクションは、好ましくは、乾燥粉末医薬を含むカートリッジを保持する。好ましい実施形態では、このカートリッジは、２つの入れ子式に組み立てられる半分体を有し、そして各半分体は、空気入口穴またはオリフィスポート、および空気出口穴またはオリフィスポートを有する。これら半分体が上記空気穴を整列するように回転されるとき、上記チェック弁からの空気流れはカートリッジに入り、そして次に、このカートリッジ中の医薬粉末を釣り上げ、流動し、かつ塊をなくす。この粒子を載せる空気流れは、次いで、カートリッジを出て、そして吸入器使用者に上記マウスピースを通じて流れる。好ましい実施形態では、混合セクション上のカバーは、上記マウスピースが取入導管に対して適切な所定の角度にあるときのみ開き得る。この混合セクションは、混合チャンバーおよびカートリッジを通過する空気にサイクロン流れを与えることを支援する。

上記吸入器の重要な特徴はマウスピースである。好ましい実施形態では、このマウスピースは、上記混合セクションの旋回ジョイントと一体化され、そして上記吸入器取入セクション中に回転して戻され得、そして次に収容のためにカバーによって包まれる。マウスピース輸送導管は、空気流れの断面を拡大する能力を有し、これは、つぎに口腔中への薬物粉末のアプローチの速度を減少する。図１０、１８、１９、２１および２３に示されるように、このマウスピースは、上記混合腔および取り付けられたカートリッジの中央線に対してずれている。チェック弁機構から混合チャンバーおよびカートリッジへの空気流れ入口もまたずれている。これらの接線方向のずれは、以下にさらに詳細に説明されるように、このカートリッジの周りのらせん状空気流れを促進する。最初に、この接線方向マウスピース出口チューブは、輸送ガスの速度を増加し、これは、次に、この出口チューブに放出粒子を入れる。このマウスピース出口チューブは、次に、１つの寸法で拡大し、そして輸送ガスは遅くなり、その一方、単位容量あたりの粒子濃度はより希薄になる。流れは拡大され、二次的なせん断流れを生成し、これは、粒子の凝集をさらになくすことを支援する。これはまた、水平アスペクト比を生成し、そしてそれ故、口腔咽頭の複雑な経路を通るエアロゾルを取り扱い、かつ流すことでより有効であるエアロゾル放出経路を生成する。

マウスピースの拡大壁の分岐角度は、安定な粒子輸送状態が存在するために重要である。最適分岐角度は、１４と１６°との間である。しかし、わずかにより大きい１７°の分岐角度が用いられ得、ヒト喉の後部におけるアスペクト比に近接に接近する３：１のアスペクト比をもつ水平エアロゾル放出経路を達成する。一旦、拡大分岐が特定の限界に到達すると、スロット放出チューブを継続することは、口腔中への粒子の経路の制御された粒子注入速度および方向のために、粒子の適正な視準を維持する。好ましい実施形態では、上記マウスピースは、舌押下げ具、および触覚突出部を含み、使用者の唇に接触し、使用者に、この乾燥粉末吸入器（ＤＰＩ）が正確な位置にあることを告げる。

上記カートリッジの半分体は、上記空気入口穴および上記空気出口穴がそれぞれ整列される位置に、およびその位置から回転され得る。上記カートリッジは、カートリッジ整列突起（ｂｏｓｓ）が、上記混合チャンバーの底にある受容凹部と整列され、そしてカートリッジカラーが、接合混合チャンバーカラーと係合する（図２）とき、この混合チャンバー中に挿入され得るのみである。好ましい実施形態では、各カートリッジは、吸入器の特定の部分とのみ適合する、各半分体上にある特有の鍵を有し、それによって、適正な医薬を含む適正なカートリッジが予備選択されることを確実にし、そしてさらに上記カートリッジが吸入器中に適正に設置されることを確実にする。

本発明をいくつかの好ましい実施形態および手順とともに説明するが、本発明をこれらの実施形態および手順に制限する意図ではないことが理解される。反対に、添付の請求項によって規定されるような本発明の思想および範囲内に含まれ得るようなすべての代替物、改変物および等価物を包含することが意図される。

（発明の詳細な説明）
性能を最適化するいくつかの特徴を有する改良された乾燥粉末吸入器（「ＤＰＩ」）が開発された。医薬粒子が、ヒト呼吸の広範な範囲の吸入速度および一回呼吸容量に亘って送達／投与され得る。吸入器マウスピース出口チューブは、粒子分散物を、これら粒子が送達の間に再凝集しないように、希釈、拡大、および視準化する。この吸入器は、粒子が、流動され、懸濁され、次いで、再循環洗浄空気、ならびにより速い速度の貫通空気、次に高せん断流れ場によって、単位投薬量カートリッジ上部出口ポートから放出される粒子濃度を分散かつ計測する、拡大されたより遅く動く空気塊に、壁から除去されるプロセスを行う手段を提供する。

（吸入器概説）
図１は、本明細書中に説明され、かつ請求項に記載される乾燥粉末吸入器１０の実施形態を示す。広い概念的な用語で、吸入器ハウジング１５は、取入セクション２０、混合セクション３０およびマウスピース４０を含む。好ましい実施形態では、この吸入器ハウジング１５は、約９３ｍｍ長、３８ｍｍ高さ、および２２ｍｍ厚さである。本明細書で示され、および説明されるその他の部分は比例したサイズである。このマウスピース４０は、ハウジング１５内の収容位置から、マウスピース４０が上記ハウジングの長い寸法に対して９０°で配向されるカートリッジ設置位置に旋回され得る。キャップ３５２が閉鎖されるとき、上記マウスピースは、次いで、上記マウスピースが上記ハウジングの長い寸法に対して１８０°で位置される操作位置にさらに回転され得る。このマウスピース４０が吸入器１５内に収容されるとき、上記ハウジング上にスライド可能に取り付けられたスライドするほこり遮蔽カバー１６は、上方にスライドされ得、このマウスピース４０および吸入器の空気取入導管入口を保護する。ハウジング１５は、大量生産で吸入器の迅速滅菌，および臨床病院使用のためにγ線照射に耐えるポリカーボネートプラスチックから形成され得る。

空気通路５０（図１７）は、取入セクション２０、混合セクション３０およびマウスピース４０を通って延びる。旋回ジョイント８０（図２および１７）は、マウスピース４０を混合セクション３０に連結する。好ましい実施形態では、上記マウスピースおよび混合セクションは１つのユニットであり、そして旋回ジョイントによって本体ハウジングに連結される。キャップ３５２は、混合セクション３０に回動可能に取り付けられ、そして相互ロック機構３５５は、マウスピース４０が、カートリッジ３０１が適正に着座かつ設置されなければ、開放位置に振れることを防ぐ。図３、４および５に示されるカートリッジ３０１は医薬粉末を含み、そして混合チャンバー３０中に設置、およびそれから取り外され得る。

エアロゾル化粉末は、カードリッジ３０１および混合セクション３０から、マウスピース４０を通り、マウスピース４０を経由して使用者の口腔咽頭腔に引かれる。空気および粉末は、上記マウスピースを通って移動するので、この移動の速度は遅く、従って、吸入器使用者の気管支および肺への効率的な送達のための粉末を調製する。

医薬含有カートリッジ３０１上の書かれた印、または識別する印が容易に読まれ得るように、上記混合セクション３０は、透明拡大レンズのような形態であり得るカバー３５２を有する。矢印４６０（図１７）は、上記カートリッジから、および上記マウスピースを通るエアロゾル化医薬粉末放出の方向を示す。

（空気流れ制御／チェック弁システム）
空気は、吸入器使用者が上記マウスピース４０に対し、かつその中に奏する吸入努力によってこの吸入器に侵入させられる。特に図１７に示されるように、そして図１７および１８中の空気流れ矢印４６０によって示唆されるように、周囲空気は、空気取入ポート１７２を通り、空気制御システム１７１に入り、そして空気流れ制御／チェック弁１８０に向けられる。図１７、１８、および２５に示されるように、このチェック弁システム１８０は、バルブロッド１８２上に取り付けられた円錐形ヘッド１８１を備える。バルブ１８４は、上記ロッド１８２上に、淀んだ空気流れ位置と動的空気流れ阻害位置との間の往復移動のためにスライド可能に取り付けられる。上記ロッド１８２はまた、バルブ１８４とボアとの間に環状のギャップを維持するために供され、そこに上記バルブが位置される。バルブ１８４は、特に図１９に示唆されるように、円錐形張力スプリング１８５のバルブ反応力に打ち勝つように作用する空気流れの力によって、通常の相対的に下流の空気流れ位置に引かれる。このスプリング１８５は、通常の向かうバルブの付勢の強度の選択を可能にし、そして垂直の配向のための要求を避ける。このスプリングは、好ましくは、医療グレードのステンレス鋼から形成される。好ましい実施形態では、バルブ１８４の面１８７にあるシュート様凹部１８６が、バルブ１８４上の空気の流れを制御かつ方向付け、それによってベンチュリとして作用する。別の好ましい実施形態では、上記円錐形ヘッド１８１上に取り付けられた空気流れ直線化ベーン１８９が、直面する円錐形ベンチュリ形成またはシート１９１と係合する（図２２）。ヘッド１８１とシート１９１との間を流れる空気は、ガス状空気流れの公知の特徴に従って、加速され、そしこの空気流れは真直ぐにされる。これらベンチュリは、それらの長さおよび深さにおける変化により、流れ速度ならびにせん断および流れ方向を変えるために用いられ得る。

吸入器使用者は、マウスピース４０を通じて空気を引き、空気はバルブ１８４に、かつその周りに流れ、そしてバルブ１８４が往復移動する際に作用する空気圧力の力の不均衡が、このバルブをロッド１８２に沿って空気流れを阻害する位置に下流方向に押す。このバルブ１８４は張力スプリング１８５に連結されているので、増加する大きさの力が、バルブ１８４を空気流れを漸次制限する位置に引くために必要である。所望であれば、高感度プッシュ−プル式システムを形成する対向する第２のスプリング（図示せず）によって、さらなるバルブ移動制御が提供され得る。

このバルブおよびスプリング機構は、吸入器使用者が、このバルブがその着座整列から離れて引かれる前に、彼の肺でわずかに部分的な減圧を生成することを可能にする。従って、有意な減圧が生成されるときまでに、この吸入器を通る空気流れの僅かな速度増加は、この吸入器を通り、そして使用者の気管支領域および肺中に、カートリッジから医薬を引く際に支援する（図１および１７〜１９）。

図２０に特に示唆されるように、チェックバルブ配列１８０は、サブハウジング２０に取り付けられ得、そして両方の構成要素２０および１８０は、清掃、修復または置換のために吸入器ハウジング５０から取り外され得る。公知の設計のロックデバイス１９６が、サブハウジング２０および吸入器ハウジング５０内に含まれる構成要素を固定するために用いられ得る。

空気が吸入器１０を通じて引かれており、そしてバルブ１８４が円錐形ヘッド１８１を衝撃するようにロッド１８２に沿って引かれるとき、クリック音が生成され得る。このクリック音は、吸入器使用者に、彼または彼女がマウスピースに対し適正に引き、そして吸入器を正確に操作していることを示す。所望であれば、振動機構リード（図示せず）が上記空気流れ経路中に取り付けられ得、使用者に音響信号を生成する。あるいは、電子流れセンサーまたは圧力センサーが音響または視覚的信号指標を誘因し得、使用者に適正な空気流れが確立されたことを告げる。

この空気流れ制御／チェック弁システム１８０は、空気を、下流の吸入器部分に所定の容量および速度で送達するために供される。この空気流れは、所定容量および速度で、吸入器使用者に同調する医薬粒子を釣り上げ、流動し、凝集をなくし、かつ、使用者の気管支系に侵入するために、分散形態で、かつ適正な位置に送達する。

（ベンチュリおよび混合セクション）
図１２、１７および１８に特に示唆されるように、上記空気流れは、次に、制限されたサイズのベンチュリ通路２０１を通って引かれ、それ故、空気流れの速度を増加し、そして吸入器混合セクション３０に入る。図１０〜１７に示されるように、この混合セクション３０は、カップ３２をその上に受ける固定された支持体３１を備える。上記マウスピース４０は旋回カップ３２に取り付けられ、そしてそれ故、カップ部材３２およびマウスピースを、図１、１４およびその他に示され、そして以下により詳細に説明されるような形態に回動するためのハンドルとして作用し得ることを留意する。

一般に、この混合セクション３０は、空気流れ中に医薬粒子を懸濁し、そしてそれらの凝集をなくすような空気流れ加速を促進するような、その内側面上の形状を備える。このカップ３２内には、医薬含有カートリッジ３０１が取り付けられ得る。以下により詳細に説明されるように、このカートリッジ３０１は、空気入口穴および空気出口穴を備え（図５〜９）、上記カップ３２は、空気を、下部入口穴を通じてカートリッジ中に向けるようなサイズおよび形状である。空気は、次いで、特に図１９に示唆されるように、２つの逆回転らせん運動を生成しながら、カートリッジを通ってほぼ上に、そしてカートリッジから、そしてマウスピースの下方に流れる。図１８に示唆されるように、過剰容量の空気は、カートリッジの外の周りを、しかし混合チャンバー内を流れ得、カートリッジから放出された出現する医薬負荷空気と再び合い、そしてマウスピース中に流れる。従って、混合チャンバー中に流れる空気は、カートリッジ入口穴に供給され、カートリッジ放出穴からでて流れる空気を抽出し、医薬負荷空気流れを希釈することを支援し、そしてマウスピース空気流れ中に制御された均一濃度の医薬粒子を提供する。マウスピースにおける粒子同調化および希釈は、カートリッジバイパス空気によって主に提供される。

図１１、１２、１５および１６に示唆されるように、上記混合チャンバー入口ポート３３は、渦巻き分断（ｖｏｒｔｅｘ ｓｈｅｄｄｉｎｇ）を提供し、これは、上部および底部内部混合チャンバー内部渦巻きトロイド３４および３５によって支援され、カートリッジ中の粉末を流動、懸濁および掃除する。上部半トロイド形状３５は、空気流れ方向を、分散チャンバーからマウスピースに変え、従って、同調粉末流れ中の医薬粒子の脱凝集をさらに支援する。粉末粘着を低減するために、引き続く空気せん断力（および流れ抵抗性）をもつ適度のガス拡張速度が、４０を通る完全に分散された流れを支持するように作用する。

あるいは、内部突出部または螺旋状形状を含むチャンバーが提供され得る。上記混合チャンバーの内面は、所望であれば、カートリッジの周り、およびその中の空気の１つ以上のらせん流れを提供するような形状であり得る。

（カートリッジ）
カートリッジ３０１は、図３〜９にさらに詳細に示される。例示の実施形態において、カートリッジ３０１は、上部半分体３０２および下部半分体３０３を備え、各々は、好ましくは、透明プラスチック材料から形成される。医薬粒子分散を促進するために、この好ましいプラスチック材料には、超平滑な表面が提供され、カートリッジ構成要素に成形され得、これは、顕著な寸法正確さを有してかつ維持し、水または湿気を吸収しないか、そうでなければそれと相互作用せず、そして上記カートリッジ３０１中の医薬粉末がカートリッジ静電荷によって保持されず、そして上記カートリッジ半分体３０２、３０３に接着しないように静電気的に中性の特徴を有している。下部半分体３０３について用いられ得る１つのこのような材料は、ＴｏｐａｚブランドのＴｉｃｏｎｉａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって提供されるｃｙｃｌｉｃｏｌｅｐｈｉｎ コポリマープラスチックである。

上部カートリッジ半分体３０２は、空気入口穴３０６および出口穴３０７を規定し、そして上記カートリッジ下部半分体は、対応する空気入口穴３０８および空気出口穴３０９を規定する。この上部半分体は、透明の非常に低吸水性ナイロンから作製され得る。特に図７に示され、そして図３ａに示唆されるように、これら半分体３０２および３０３は、入れ子式適合により相互係合する。周縁リングおよび溝配列３１０は、これら半分体３０２および３０３をそれらの組み立てられた形態に保持する。

特に図５、６、８、および９に示唆されるように、上記カートリッジの下部分に形成される入口穴３０６および３０８は、好ましくは面取りされ、そして出口穴３０７、３０９は、同様に、空気の入来および出ることを促進するが、穴エッジを規定するプラスチック上の１０ミクロン以上のサイズの医薬粒子の静電気的接着および凝集物堆積をなくするように実質的に６０゜の角度で面取りされる。空気流れ、および粒子釣り上げ作用を可能にするために、上記入口穴３０６および３０８は、上記カートリッジ半分体が適切なカートリッジ開放位置に回転され（図４ｃ中の矢印Ａによって示唆される）、そして穴３０６、３０８が垂直方向に延びるとき、互いと重複するか、または合致するよう整列される。同様に、上記出口穴３０７、３０９は、上記カートリッジ半分体が適切に整列され、そして上記の穴が、マウスピース４０中で水平方向に延びたチャネルへの送達のために空気流出を配向するように水平方向に延びるとき重複し、そして自由な空気排出を提供する。

このカートリッジ３０１は直径が約１／４インチであり、そしてその本体は、軸方向長さが約１インチである。上記吸入器１０の容易な設置およびそれからの抽出を促進するために、ハンドルまたはマニピュレーター構造３１４がカートリッジ３０１上に提供される。ここで、このハンドル構造３１４は、４つのウェブ伸長部３１５を備え、これらは、カートリッジ本体から、コイン状または鋸歯状の周縁を有し得る指ディスク３１６に延びる。ポインターまたはダイアル指標３１７がディスク３１６の上に形成され、そして以下にさらに論議される。

カートリッジ３０１の底には、カートリッジ設置チェックボス３１９が形成される。このチェックボスは、図１６ａ、１６ｂおよび１６ｃに示されるような、特有の非円形形状の任意の所望の形態を有し得る。これらの特有の打ち出しは、混合セクションのベース３１中に形成される緊密に対になるレリーフ３９内に適合するように設計されている。これらの特有の打ち出し形状は、特定の医薬と、不正確な医薬を含むカートリッジが特定の患者の吸入器に設置されることができないように特有に関連され得る。

（カートリッジ取り付け機構）
カートリッジ３１０を吸入器１０中に適正に取り付けるため、取り付け機構３５０が、特に図１、２、１３〜１６および１７に示されるように提供される。この取り付け機構３５０は、透明プラスチックから形成されるキャップ３５２の形態をとり、これは、混合セクションカップ３２を覆うために回動可能に取り付けられる。特に図１６を参照のこと。回動ピン３５３は、キャップ３５２をマウント３１の伸長部３５４と相互連結する。カートリッジポインター３１７の上部の上にマークされた指標を読み取ることを容易にするため、このキャップ３５２の上部は、拡大レンズとして作用するように湾曲されている。このドーム形状はまた、このカバー構造に強度を提供する。

マウスピース４０およびカートリッジがそれらの作動位置に回動されるとき、上記カートリッジは設置され得、そしてキャップ３５２はその場に固定される。この目的のために、キャップマウント３１から垂れる半径方向の外側に付勢されたロックピン３５６（図２）が、マウスピース４０およびキャップマウント３１が、このマウスピースが吸入器本体１５の長いかまたはより大きな寸法に対して約９０゜で位置するような位置に旋回されるとき、キャップ３５２を、上方かつ開放位置に押す。この形態では、ロックピン３５６は、半径方向の外側に押され、そしてキャップ３５２は、ロックピン３５６がカバー３５８のスカート３６０中に規定されるレリーフ３５９中に押されるとき、上方に回転される（図２）。この整列は、安全かつ使用者促進特徴として作用する。

カートリッジが吸入器中に挿入され、そしてキャップが閉じられた後、マウスピース４０は、図１３〜１６に示されるようなそのカートリッジ設置およびキャップ開放位置から、図１、１７および２０〜２４に示されるような使用者医薬吸入形態に回動され得る。このマウスピース回動運動は、キャップスカート３６０がその閉鎖位置に下方に押され、そしてロックピン３５６が半径方向に押下げられてマウスピース４０の旋回動作を許容するときのみ起こり得る。従って、吸入器使用者が、マウスピースを、ハウジング１５内のその収容位置からキャップ非ロック位置に移動するとき、キャップスプリングが、図１３および１５に示されるように開き、そしてそれによって、吸入器使用者に、彼または彼女が検査し、そして、必要であれば、新たなカートリッジ３０１と交換または挿入すべきことを示す。

（マウスピース）
上記で示唆されたように、マウスピース４０は、粒子負荷空気を使用者の口腔咽頭腔に放出する。さらに、このマウスピースは、空気および粒子流れを、これら粒子を遅くするよう逸らし、そして次に粒子流れを合流してこれら粒子を使用者の口の後部に視準かつ狙いをつける。このマウスピースは、それが大部分の使用者の口の中のほぼ半分に延びるよう十分に長い。正確な吸入器およびマウスピース使用を促進するために、この吸入器マウスピースは、図２２および２４に示唆されるように約３゜の角度Ｘで対角線上に上方に延びるように配向される。図２１および２３に示唆されるように、このマウスピースの水平方向に間隔を置かれた壁は、約５〜８゜の角度Ｙで逸れる。図２１および２２の比較によって示唆されるように、マウスピース空気通路ページの高さＨと、空気通路の幅Ｗに対する比は、約３：１である。所望であれば、歯および唇配置打ち出し４１１が、マウスピース４０の遠位端４１２から垂れて提供され得る。このマウスピースは、好ましくは、適正な強度、旋回ベアリング自己潤滑度、および平滑内部および外部仕上げを提供するように、ＤｅｌｒｉｎまたはＣｅｌｃｏｎコポリマーアセチルプラスチックから作製され得る。

使用において、吸入器は、空気の調節された流れを採用し、医薬粒子を流動かつエアロゾル化し、そしてそれらを口腔咽頭腔の所望の後部領域に輸送する。これを達成するために、空気は、最初、吸入器ハウジング１５の内部に、そして図１７および１８に示唆されるように、取入ポート１７２を通って、所定の容量空気流れまで引かれ、これは、流れ制御／チェック弁機構１８０によって制御される。この空気流れは、次いで、垂直方向に延び、そして整列された入口ポート３０６、３０８を通ってカートリッジ内部に入る。このカートリッジ内部に入る空気は、直ちに対向する円筒形のカートリッジ壁に衝突する。衝撃を受けた空気ジェットは、次いで、それ自身をいくつかの部分に再分配する。これら部分の１つは、医薬粉末ベッド中に下方に流れ、そしてカートリッジ表面から粉末を剥ぎ取り、そしてそれを空気が担う塵雲中に流動し始める。衝突ジェットの別の部分は、側方に両方向に向けられ、これは、２つの逆回転する垂直回転らせんカラムを生成する。大部分の流動化医薬粉末は、これら２つのカラム中に保持され、ここで、第１の脱凝集作用が達成される。上記衝突ジェットのなお別の部分は、垂直方向に向けられ、これは、カートリッジ壁に沿う、カートリッジ放出ポートまたは穴３０７、３０９中への垂直の高速度空気ジェットを生成する。らせん状エアロゾル化カラム中の粒子は、このジェットストリーム中に取り除かれ、そして次にカートリッジから放出される。この除去効果は、比較的定常な粒子分与速度でカートリッジから計測されるか、または放出される粒子を生じる。粒子凝集はこの放出プロセスによってさらに破壊される。大きな凝集は、対向する混合チャンバー壁に衝突し、そしてより小さな凝集さらに低減される。単一の粒子およびより小さな凝集は、混合チャンバーを通って前方に、そしてマウスピース放出チューブ中に運ばれる。残りの凝集は、マウスピース接線方向入口ポートによって生成される、高せん断およびショック流れ場中に離れて引かれる。従って、個々の医薬粒子の定常流れがマウスピースから、そして使用者の口腔咽頭気道中に出現する。これらの空気ストリーム流れ、およびサブストリーム流れは、それ故、カートリッジ中のすべての医薬粒子の完全な空気同調化、および患者への完全な、緊密に計測された医薬の送達を生じる。

図１は、本発明を具現化する吸入器の等尺図である。 図２は、図１に示される吸入器の分解組立図である。 図３ａ、３ｂおよび３ｃを含む図３は、吸入器とともに用いられる医薬含有カートリッジの前部等尺図であり、カートリッジ出口穴またはオリフィスポートの整列を示す。 図４ａ、４ｂおよび４ｃを含む図４は、図３に示される吸入器とともに用いられる医薬含有カートリッジの後部等尺図であり、入口穴またはオリフィスポートの整列を示す。 図５は、図３および４に示されるカートリッジの前方立面図である。 図６は、図３、４および５に示されるカートリッジの後部立面図である。 図７は、図５中の線７−７の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図８は、図７中の線８−８の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図９は、図７中の線９−９の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図１０は、図１および図２に示される吸入器の平面図である。 図１１は、図１０中の線１１−１１の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図１１は、図１０中の線１２−１２の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図１３は、図１および２に示される吸入器であるが、医薬含有カートリッジの挿入または取り外しのための形態の吸入器の等尺図である。 図１４は、図１３と同様の等尺図であるが、医薬含有カートリッジが吸入器中に挿入されているときにとるような形態である。 図１５は、図１３中の線１５−１５の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図１６は、図１４中の線１６−１６の平面に実質的に沿ってとった断面図である。 図１６ａ、１６ｂおよび１６ｃは、図１６中の線１６ａ−１６ｃの平面に実質的に沿ってとった部分断面図である。 図１７は、図１および２の吸入器を示す等尺図であり、一部が切り取られ、吸入器を通る空気流れを見ることが可能である。 図１８は、吸入器チェック弁、混合セクション、カートリッジおよびマウスピースを通り、かつその周りの空気流れを示す図１７に類似の等尺図である。 図１９は、吸入器チェック弁中およびその周り、カートリッジの内側、およびマウスピースを通る空気流れを示す図１８に類似の等尺図である。く 図２０は、吸入器、吸入器流れ制御／チェック弁、および流れ制御／チェック弁サブハウジングを示す図１、２、１７、１８および１９に類似の等尺図である。 図２１は、図２０に示される吸入器の平面図である。 図２２は、図２１中の線２２−２２の平面に実質的に沿ってとられた断面図である。 図２３は、図２１に実質的に類似の平面図である。 図２４は、図２３中の線２４−２４の平面に実質的に沿ってとられた断面図である。 図２５は、図１７、１８、１９、２０、２２および２４上に示される流れコントロール／チェック弁およびサブハウジングの等尺図である。

Claims (28)

1. 乾燥粉末吸入器であって、
   患者の口の前部かつ上部の口腔咽頭領域から離れた位置にある患者の上部気道を通って医薬を含む乾燥粉末粒子を送達するように適合されたマウスピース、および
   空気取入セクションから、混合腔にあるカートリッジ中およびそれを通る、ならびに該マウスピース中およびそれを通る空気の送達を支援するための、空気流れ腔を備える該混合腔を有するハウジングを組み合わせて備え、
   ここで、該マウスピースが軸を有する中空チューブを備え、そしてここで、混合チャンバーが軸を有する中空シリンダーを備え、
   ここで、該マウスピースが該空気および粒子の流れを逸らし該乾燥粉末粒子を遅くし、そして該粒子を使用者の口の後部で合流させる改良を備える、乾燥粉末吸入器。
2. 前記マウスピースの軸および前記混合チャンバーの軸によって規定される角度が、約９３゜と約１２０゜との間である、請求項１の吸入器。
3. 前記マウスピースが、前記吸入器から上方に延びるように配向される、請求項１の吸入器。
4. 前記マウスピースが、前記混合腔のハウジングに対して約３゜で配向される、請求項３に記載の吸入器。
5. 前記マウスピース中の中空チューブの高さと、該マウスピース中の中空チューブの幅との比が、３：１である、請求項１に記載の吸入器。
6. 前記マウスピース中の中空チューブの壁が、前記ハウジングから５〜８゜の間の角度で逸れる、請求項１に記載の吸入器。
7. 混合腔を有する前記ハウジングが、前記乾燥粉末粒子を含むカートリッジを含むよう適合され、該カートリッジが、空気が該カートリッジに入るように底部および上部に垂直に配列された入口ポートを有し、該カートリッジ中で空気の垂直の回転らせんカラムを生成し、該カートリッジ中で該粉末を流動し、そして該粒子を接線方向の入口ポートを通って前記マウスピースの中空チューブ中に運ぶ、請求項１に記載の吸入器。
8. 使用者の口中に挿入されるべき前記マウスピースの開口部が、主軸および副軸を有し、そしてここで、これら軸の水平のアスペクト比が２：１と４：１との間である、請求項１に記載の吸入器。
9. 請求項１に記載の吸入器であって、
   前記混合腔内に取り付けられたカートリッジであって、空気入口穴および空気出口穴を規定する中空の第１の要素、
   該第１の要素とともに、医薬含有腔を規定するように該第１の要素にとまりばめされる中空の第２の要素であって、空気入口穴および空気出口穴をさらに規定する第２の要素を備え、
   該第１の要素および該第２の要素が互いに対して、該第１の要素および該第２の要素中の空気入口穴を互いに合致して配置するように、かつ同時に該第１の要素および該第２の要素中の空気出口穴を互いに合致して配置するように回転可能であり、該カートリッジ中に、該カートリッジを通り、そして該カートリッジからの空気の流れを可能にし；該第１の要素および該第２の要素が互いに対して、該１の要素および該第２の要素を再構成するように移動可能であり、それによって、該要素の入口穴および出口穴を互いと合致しないように配置し、そしてそれによって該カートリッジを通る空気流れを禁止し、そして該カートリッジ内に医薬を確実に保持し、
   該吸入器が、該マウスピースを、収容位置、カートリッジ挿入および除去位置、および使用位置との間で回転するため；および該カートリッジの第１および第２の要素を、空気流れ許容形態と、医薬保持形態との間で同時に回転するための旋回機構をさらに備える、吸入器。
10. 乾燥粉末吸入器であって、
    空気取入セクション、混合腔を備えるハウジング、およびマスウピースを組み合わせて備え、該空気取入セクション、該ハウジングの腔および該マスウピースが空気通路を形成し、
    改良が、該空気取入セクション内に、ベーン、スプリングチェック弁上のベンチュリ、空気流れを真直ぐにするための延びた空気通路またはベンチュリを備える、吸入器。
11. 空気流れを真直ぐにするための空気通路のボアを含む空気流れ制御チェック弁機構、該ボア中で往復可能なバルブ、および該バルブを空気流れ阻害位置から押す付勢手段を備える、請求項１０に記載の吸入器。
12. 前記バルブが往復可能に移動し得る請求項１１に記載の吸入器であって、前記チェックバルブを開放するためのさらなるスプリングをさらに備える、請求項１１に記載の吸入器。
13. 空気流れ制御チェック弁アセンブリを備える請求項１０に記載の吸入器であって、前記バルブ上に形成されたベーンもしくはベンチュリ、または該バルブまたはロッドの円錐形形状を有し、空気流れ方向を変える、請求項１０に記載の吸入器。
14. ベンチュリ通路をさらに備える請求項１３に記載の吸入器であって、ここで、前記バルブまたはロッド上のベーンが該ベンチュリ通路と係合する、請求項１３に記載に吸入器。
15. 前記付勢手段が、前記バルブを、阻害位置にある空気流れから、または前記空気通路内の通常位置に押す張力で位置決めし、かつ該バルブに連結するスプリングを備える、請求項１１に記載の吸入器。
16. 前記スプリングが、前記バルブを、前記バルブを横切りかつ通過する空気流れが前記カートリッジ中の乾燥粉末医薬を流動させ、該流動した乾燥粉末医薬を脱凝集し、そして該乾燥粉末医薬を使用者の上部気道に分散形態で送達させるに十分な容量および速度の空気流れを提供するに十分な力を生成するときのみに、その空気流れ阻害位置から離れて引かれることを可能にするよう選択されるスプリング速度を有する、請求項１５に記載の吸入器。
17. 前記空気流れ通路中に取り付けられるロッド、および該ロッド上に取り付けられベーンであって、該ベーンを通過する空気流れを真直ぐにし、そして該ロッドを前記吸入器ハウジング受容ボア内で中央にし、かつ整列するベーンを備える、請求項１３に記載の吸入器。
18. 前記吸入器ハウジング中の離脱可能に取り付け可能なチェックバルブサブハウジングを備え、該サブハウジングが、前記バルブおよび前記付勢手段を取り付ける
    請求項１１に記載の吸入器。
19. 請求項１０〜１８のいずれか１項によって規定されるような吸入器カートリッジおよびマウスピース中に、かつそれらを通り、所定の最小速度および容量の空気流れの送達を支援するために、乾燥粉末吸入器のハウジング空気流れ腔内に取り付けられるよう適合された、空気流れ制御チェック弁。
20. 乾燥粉末医薬分与吸入器との使用のためのカートリッジであって、該カートリッジは、空気入口穴および空気出口穴を規定する第１の要素、該第１の要素と医薬含有腔を規定するように該第１の要素にとまりばめされる第２の要素を組み合わせて備え、該第２の要素はまた、空気入口穴および空気出口穴を規定し、該第１の要素および該第２の要素が、互いに対して、該第１の要素および該第２の要素中の空気入口穴を互いに合致し、および同時に該第１の要素および該第２の要素中の空気出口穴を互いと合致して配置するように移動可能であり、該カートリッジ中へ、該カートリッジを通り、かつ該カートリッジからの流れを可能にし、該第１の要素および該第２の要素が、互いに対して、該第１の要素および該第２の要素を再構成するように移動可能であり、それによって、該入口および出口穴を互いとの合致しないようにし、それによって、該カートリッジを通る空気流れを禁止し、そして乾燥粉末医薬を該カートリッジ内に確実に保持する、カートリッジ。
21. 前記第１および第２のカートリッジ要素が、実質的に円形の断面アスペクトを有し、そして前記第１および第２の要素が、少なくとも部分的に重複する入れ子式適合とともに適合され、該第１および第２の要素が、前記構成間を互いに対して角度をなして回転することを許容する、請求項２０に記載のカートリッジ。
22. 前記少なくともいくつかのカートリッジ要素入口穴および出口穴が、面取り断面形状によって規定される、請求項２０に記載のカートリッジ。
23. 前記カートリッジの第１要素および第２の要素が、リングおよび溝シールによって相互ロックされる、請求項２０に記載のカートリッジ。
24. 前記カートリッジ要素が、中性の静電気特徴を有する、請求項２０に記載のカートリッジ。
25. 乾燥粉末医薬分与吸入器であって、
    患者の口の前部かつ上部の口腔咽頭領域から離れた位置にある患者の上部気道に、空気で運ばれる乾燥粉末医薬を送達するように適合されたマウスピース、およびハウジングを組み合わせて備え、該ハウジングが、
    医薬含有カートリッジを選択的に取り付けるためのカートリッジ取り付け機構を含む混合腔を有し；該カートリッジ取り付け機構が、該吸入器中に１つの特定のカートリッジのみが取り付けられ、かつ該吸入器と用いられることを可能にするように、複数のカートリッジ鍵構造と特有に対になるよう適合された鍵構造を有する、吸入器。
26. 前記カートリッジ取り付け機構が、前記カートリッジを取り付け、および取り外すための開放位置と、前記吸入器が用いられることを可能にする閉鎖位置との間を移動可能なキャップを含む、請求項２５に記載の吸入器。
27. 前記吸入器マウスピースが、前記キャップがその閉鎖位置になければ用いられることを禁止する相互ロック機構をさらに含む、請求項２５に記載の吸入器。
28. 請求項２５に記載の吸入器であって、
    空気流れ通路を有し、かつ患者の口の前部かつ上部の口腔咽頭領域から離れた位置にある患者の上部気道に、空気で運ばれる乾燥粉末医薬を送達するように適合されたマウスピース、およびハウジングを組み合わせて有し、該ハウジングが、カートリッジ取り付け機構を含む混合腔、および該混合腔中のカートリッジ中およびそれを通り、そして該混合腔中のカートリッジを超え、かつ該マウスピースの空気流れ通路中に、およびそれを通り空気の送達を支援するための空気流れ腔を有し、該マウスピースの空気流れ通路が、該混合腔の内部の接線方向の点で該混合腔と連通するよう位置され、該混合腔内で旋回空気流れを促進し；そして該マウスピースのチューブに入る高せん断空気流れを凝集させない、吸入器。

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