JP2011239957A - 経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、微粒子状の薬剤を少ない損失で哺乳類の肺に投与できる経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置の提供。
【解決手段】哺乳類に投与しようとする薬剤を投入するための拡大管路１１Ａと、拡大管路１１Ａの端部に形成され、前記哺乳類の気管に挿入される第１管路１１Ｂと、第１管路１１Ｂに連通し、拡大管路１１Ａとは反対方向の気流を発生させる第２管路１２と、を有する経肺薬剤投与器具。
【選択図】図１

Description

本発明は、経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置にかかり、特に、微粒子状の薬剤を少ない損失で哺乳類の肺に投与できる経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置に関する。

近年、各種抗癌剤や抗生物質の経肺投与について検討されている。抗癌剤の経肺投与の検討例としては、たとえば、抗癌剤として６−｛［２−（ジメチルアミノ）エチル］アミノ｝−３−ヒドロキシル−７Ｈ−インデノ［２，１−ｃ］キノリン１塩酸塩を用い、これをラクチド−グリコリド共重合体（ＰＬＧＡ）のマイクロセルに封入した粒子をラットに吸引させ、このラットの血液中および肺における前記抗癌剤の濃度を調べた研究がある（非特許文献１）

また、別の例としては、結核菌に感染させたモルモットに、抗生物質としてのリファンピシンをＰＬＧＡのマイクロセルに封入した粒子を吸引させ、肺組織の変化を調べた例がある（非特許文献２）

これらの研究において、ラットやモルモットの肺を通して薬剤を投与する経肺薬剤投与システムとしては、米国のPenn-Century社製のdry powder insufflatorを使用した。この経肺薬剤投与システムは、シリンジと、前記シリンジの先端部に接続された薬剤を収納するコンテナと、前記コンテナの先端部に接続され、薬剤を投与しようとする哺乳類の気管に挿入される針状部とからなっている。

Keishiro Tomoda, et al., "Preparation and properties of inhalable nanocomposite particles for treatment of lung cancer", Colloids and Surfaces B, Biointerfaces 71(2009), pp177-182 Sandra Suarez, et al., "Airways delivery of rifampicin microparticles for the treatment of tuberculosis", Journal of Antimicrobial Chemotherapy(2001) 48, pp431-434

しかしながら、前記dry powder insufflatorは、粉末状の薬剤を強い圧力で針状部から噴射するため、薬剤が針状部から噴出されたとたんに気管に付着し、肺に効率よく薬剤を到達させることができないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、微粒子状の薬剤を少ない損失で哺乳類の肺に投与できる経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、哺乳類に投与しようとする薬剤を投入するための拡大管路と、前記拡大管路の端部に形成され、前記哺乳類の気管に挿入される第１管路と、前記第１管路と連通し、前記拡大管路とは反対側へ向かう気流を発生させる第２管路と、を有する経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１に記載の経肺薬剤投与器具においては、第２管路から第１管路に気流を送り込むことにより、第１管路における第２管路との合流部がベンチュリ効果によって陰圧になる。これにより、拡大管路の開口部から外気が吸引され、第１管路の内部に拡大管路に向かう方向とは反対方向の気流が生じる。

したがって、前記拡大管路の開口部に微粒子状の薬剤を投入すると、投入した薬剤の粒子は、第１管路内の気流に乗って第１管路の端部へと運ばれて放出される。ここで、第１管路は、端部が哺乳類の気管支の近傍に到達する深さまで挿入されるから、第１管路の端部から気流とともに放出された薬剤粒子は、前記気流に乗って前記哺乳類の肺に到達する。

拡大管路の開口部から投入された薬剤粒子には、第１管路内を流れる気流からの剪断力が作用する。したがって、前記粒子中に塊状の粒子が混在している場合においても、前記塊状粒子は前記剪断力によって解されて微粒子となるから、前記塊状の粒子がそのまま第１管路の端部から放出されることはない。

請求項２に記載の発明は、前記拡大管路と前記第１管路とが同一の軸線上に形成されている請求項１に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項２に記載の経肺薬剤投与器具においては、前記拡大管路と前記第１管路とが一直線上に形成されているから、前記拡大管路の開口部から投入された薬剤の粉末が第１管路の内壁に付着することが効果的に防止される。

請求項３に記載の発明は、前記拡大管路が外側に向かって徐々に拡径している請求項２に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項３に記載の経肺薬剤投与器具においては、拡大管路の内部に段差がないから、拡大管路に投入した薬剤が拡大管路の内部に付着して哺乳類の肺に供給されないことが防止される。

請求項４に記載の発明は、前記第２管路の内径は前記第１管路の内径よりも小さい請求項１〜３の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項４に記載の経肺薬剤投与器具においては、前記第２管路の内径は前記第１管路の内径よりも小さいから、前記第２管路が前記第１管路に連通している部分において確実にベンチュリ効果が獲られる。

請求項５に記載の発明は、前記第２管路が、前記第１管路における拡大管路の近傍に接続されている請求項２〜４の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項５に記載の経肺薬剤投与器具においては、第２管路は、第１管路における拡大管路の近傍に接続されているから、第２管路から第１管路に気流を供給すると、第１管路における第２管路との合流部においてベンチュリ効果よる減圧が確実に生じる。

請求項６に記載の発明は、前記第２管路が前記拡大管路の内側に配設されている請求項２〜４の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項６に記載の経肺薬剤投与器具においては、前記第２管路が、前記拡大管路の内側に設けられているから、第２管路から送出された気流は拡大管路の縮径部に導入され、前記縮径部に、ベンチュリ効果による減圧が生じる。これにより、前記第１管路の内部には、拡大管路の開口部から第１管路の先端に向かう方向の気流が生じる。

したがって、前記拡大管路の開口部に微粒子状の薬剤を投入すると、投入した薬剤は、第１管路内の気流に乗って拡大管路から第１管路へと運ばれ、第１管路の先端から放出されて哺乳類の肺に到達する。

請求項７に記載の発明は、前記第１管路と前記第２管路とが、前記第１管路における拡大管路の軸線と前記第２管路の軸線とのなす角度のうち拡大管路側の角度が９０度以下となるように接続されている請求項５に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項７に記載の経肺薬剤投与器具においては、第２管路に気流を供給することにより、第１管路の内部に拡大管路から第１管路に向かう方向の気流を生じさせることができる。

請求項８に記載の発明は、前記第１管路と前記第２管路とは、前記第１管路における拡大管路の軸線と前記第２管路の軸線とのなす角度のうち拡大管路側の角度が３０〜６０度の範囲となるように接続されている請求項７に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項８に記載の経肺薬剤投与器具においては、第２管路に気流を供給することにより、第１管路の内部に拡大管路から第１管路に向かう方向の気流を特に安定に生じさせることができる。

請求項９に記載の発明は、前記第２管路の先端部が、前記第１管路の内側に位置している請求項５、７、または８に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項９に記載の経肺薬剤投与器具においては、第２管路の先端部が第１管路の内側に開口しているために、前記第２管路に供給した気流は、前記第１管路の内部に直接に導入されるから、前記第１管路内部においては、ベンチュリ効果による減圧が特に効果的に行われる。

請求項１０に記載の発明は、前記第２管路の先端開口部が、前記第１管路の出口側に向かって屈曲している請求項９に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１０に記載の経肺薬剤投与器具においては、前記第２管路の先端部開口部が、前記第１管路の出口側に屈曲しているから、第２管路から導入される気流の方向は、第１管路の出口に向かう方向と実質的に一致する。

したがって、拡大管路に投入された薬剤を、哺乳類の肺により効率的に投与できる。

請求項１１に記載の発明は、前記第１管路の端部に長手方向の切込みが形成されている請求項１〜１０の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１１に記載の経肺薬剤投与器具においては、第１管路の端部、即ち第１管路の出口近傍に長手方向の切込みが形成されているから、第１管路の出口近傍に切込みがないものと比較して第１管路の出口の面積を大きくとることができる。したがって第１管路の出口から空気が放出され易くなるから、第１管路において薬剤を経肺投与する際の気流の抵抗を切込みがないものと比較して低減させることができる。

請求項１２に記載の発明は、前記第１管路の端部の周面にドーナツ状であって膨張、収縮可能なカフバルーンが装着されている請求項１〜１１の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１２に記載の経肺薬剤投与器具においては、薬剤を投与しようとする哺乳類の気管に第１管路の挿入間の部分を挿入後、カフバルーンを膨張させることにより、第１管路と気管との間の気流の漏れをなくすることができるから、カフバルーンを有しないものと比較してより効率的に薬剤を投与できる。

請求項１３に記載の発明は、前記第１管路の端部に気管に挿入される第３管路が被せられている請求項１〜１１の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１３に記載の経肺薬剤投与器具においては、哺乳類の呼気を第１管路と第３管路との隙間から排出させることができるから、薬剤を投与する際に哺乳類の呼吸を妨げることが前記第３の管路がない場合としてより少ない。

請求項１４に記載の発明は、前記第１管路が前記第２管路の接続部分よりも前記第１管路の出口側において２つに分割可能とされている請求項１〜１１の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具に関する。

請求項１４に記載の経肺薬剤投与器具においては、薬剤を投与しようとする哺乳類の体格の大小に応じて種々の外径、内径を有する第１管路を選択できる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４の何れか１項に記載の１または複数の経肺薬剤投与器具と、前記経肺薬剤投与器具の第２管路に接続された空気供給装置と、前記経肺薬剤投与器具における拡大管路の開口部に投与しようとする薬剤を投入する薬剤投入装置と、を有する経肺薬剤投与装置に関する。

請求項１５に記載の経肺薬剤投与装置においては、空気供給装置から前記経肺薬剤投与器具の第２管路に気流を供給すると、前記経肺薬剤投与器具の第１管路と第２管路との合流部が減圧されるから、第１管路内部においては拡大管路から第１管路に向かう気流が生じる。このとき、薬剤投入装置によって前記経肺薬剤投与器具における拡大管路の開口部に薬剤を投入すると、投入された薬剤は、前記第１管路内の気流によって前記第１管路の他端側に運ばれ、哺乳類の肺の近傍に薬剤が到達する。

以上説明したように本発明によれば、微粒子状の薬剤を少ない損失で哺乳類の肺に投与できる経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置が提供される。

図１は実施形態１に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図２は実施形態１に係る経肺薬剤投与器具を備える経肺薬剤投与装置の構成を示す概略図である。 図３は実施形態１に係る経肺薬剤投与器具の作用を示す説明図である。 図４は実施形態２に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図５は実施形態３に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図６は実施形態４に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図７は実施形態５に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図８は実施形態６に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。 図９は実施形態７に係る経肺薬剤投与器具の構成を示す斜視図である。

１．実施形態１
（１）構成
以下、本発明に係る経肺薬剤投与器具の一例につき、図面を用いて説明する。

実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１は、図１に示すように、哺乳類に投与する薬剤を投入するための拡大管路１１Ａと、拡大管路１１Ａの端部に設けられ、前記哺乳類の気管に挿入される第１管路１１Ｂと、第１管路１１Ｂに連通し、拡大管路１１Ａに向かう方向とは反対方向の気流を発生させる第２管路１２と、を備える。拡大管路１１Ａと第１管路１１Ｂとは、同一の軸線上に形成され、言い換えれば一直線上に形成されている。拡大管路１１Ａは、拡大側が薬剤を例えば粉末製剤や霧化された液体製剤の形で投入するための開口部１１Ｃとされている。一方、第１管路１１Ｂの末端は、開口部Ｃから投入された粉末製剤が送出される開口部１１Ｄとされている。

第２管路１２は、第１管路１１Ａに気流を導入するための開口部１２Ｂを有する。そして、開口部１２Ｂ近傍は開口部１２Ｂに向かって内径が拡大する拡大部１２Ａとされている。

第２管路１２は、第１管路１１Ｂの軸線ｈ１と第２管路１２の軸線ｈ２とのなす角度θのうち、拡大管路１１Ａに近い側の角度が９０度以下、好ましくは３０〜６０度の範囲となるように第１管路１１Ｂにおける拡大管路１１Ａ側の端部に接続されている。

第１管路１１Ｂの外径および内径は、通常、外径１．０ｍｍおよび内径０．５ｍｍから外径１２．７ｍｍおよび内径９．５ｍｍの範囲とすることができるが、薬剤を投与しようとする哺乳類の体格に応じて適宜定めることができる。たとえば前記哺乳類がヒトである場合は、外径３．３ｍｍおよび内径２．５ｍｍ〜外径１２．７ｍｍおよび内径９．５ｍｍの範囲が一般的である。一方、前記哺乳類がマウスの場合は、外径１．３ｍｍ以下内径０．５ｍｍ以上が好ましい。また、ラットおよびモルモットの場合は、外径２ｍｍ以下内径０．５ｍｍ以上が好ましい。

実施形態１の経肺薬剤投与器具１においては、第１管路１１Ｂの内径は一様とされているが、第１管路１１Ｂは、第２管路１２が接続された部分が最も絞られ、言い換えれば内径が最も小さく、先端に向かって内径が拡大したベンチュリ管様の構成とされていてもよい。

第１管路１１Ｂにおける第２管路が接続された部分よりも先端側の部分、即ち哺乳類の気管に挿入される気管挿入部の長さは、対象とする哺乳類の体格に応じて適宜定めることができる。前記気管挿入部の長さは、たとえばヒト用では１３０〜３００ｍｍ、マウス用では３０〜５０ｍｍ、ラット用では４０〜８０ｍｍ、モルモット用では５０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。

拡大管路１１Ａの内径は、粉末状の薬剤を投入する都合から、開口部においては第１管路１１Ｂの内径よりも大きく、縮径側末端においては第１管路１１Ｂの内径と同一とされていることが好ましい。具体的には、拡大部１１Ａの開口部の内径は４〜３０ｍｍ程度が、薬剤の投入の容易さ、および経肺薬剤投与器具１の取り回しの容易さの観点から好ましい。

第２管路１２における第１管路１１Ａに接続されている部分の管路の外径および内径は、夫々４．５ｍｍ以下および３．５ｍｍ以下が好ましい。前記外径および内径は、たとえばヒト用では１．０ｍｍ以下および０．５ｍｍ以下が、マウス用、ラット用、およびモルモット用では０．４ｍｍ以下および０．１９ｍｍ以下が好ましい。また、第２管路１２における開口部１２Ｂの内径および拡大部１２Ａの外径は、後述する空気供給管１４の内径または外径に応じて決定できる。

経肺薬剤投与器具１の材質にはとくに制限はないが、具体的にはポリプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体樹脂、エチレン・ポリビニルアルコール共重合体樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体樹脂などの各種合成樹脂、ガラス、およびステンレス鋼のような金属材料などが挙げられる。

また、第１管路１１および第２管路の内壁面に薬剤の粒子が付着するのを防止するために、第１管路１１および第２管路１２の内面にフッ素樹脂やシリコン樹脂などを塗布することが好ましい。

なお、粉末製剤においては粒子が正または負の表面電荷を有していることが一般的であるので、前記粒子の表面電荷に応じて経肺薬剤投与器具１の材質を選択することが好ましい。たとえば、粉末製剤がポリ（乳酸−グリコール酸）を賦形剤として含有する粉末製剤の場合には粒子の表面が負に帯電しているから、第１管路１１および第２管路１２の材質としてはポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂が好ましい。また、ステンレス鋼を使用する場合は、内面をフッ素樹脂やシリコン樹脂でコーティングすることが好ましい。

経肺薬剤投与器具１を用いた経肺薬剤投与装置の一例を図２に示す。図２に示すように、経肺薬剤投与装置１０は、経肺薬剤投与器具１と、第２管路１２から経肺薬剤投与器具１の第１管路１１Ｂに気流を供給する空気供給装置１３と、拡大管路１１Ａの開口部１１Ｃに薬剤を投入する薬剤投入装置１５と、第２管路１２の拡大部１２Ａと空気供給装置１３の空気供給口とを接続する空気供給管１４と、を備える。

空気供給装置１３から第２管路に一度に供給される空気量は通常は１〜５０００ｍｌであるが、対象とする哺乳類の体格に応じて適宜設定できる。例えば、ヒト用では１００ｍｌ以上、特に１００〜４０００ｍｌ程度が好ましく、マウス、ラット、およびモルモット用においては１〜２０ｍｌの範囲が好ましい。

空気供給装置１３においては、薬剤を投与しようとする哺乳類の自然呼吸のパターンに呼応させて空気を供給すれば、前記哺乳類が呼気を吸い込むときに経肺薬剤投与器具１によって薬剤が投与されるから、薬剤が肺の奥まで浸透し、吐き出した息によって薬剤が気管の外に吐き出されることがない故に好ましい。例えば、哺乳類がヒトの場合には約１２回／分の頻度で、マウスの場合は約１００〜１３０回／分の頻度で、ラットおよびモルモットでは約６０〜８０回／分の頻度で空気を供給することが好ましい。

薬剤投入装置１５としては、投入しようとする粉末製剤が載置される薬剤皿１５Ａと、薬剤皿１５Ａを振動させる加振装置１５Ｂとを有する。

薬剤投入装置１５によって、経肺薬剤投与器具１の拡大管路１１Ａに薬剤を投入するときは、薬剤投入装置１５の薬剤皿１５Ａに投入しようとする薬剤を載置して拡大管路１１Ａの開口部１１Ｃに挿入し、加振装置１５Ｂで薬剤皿１５Ａを振動させて薬剤皿１５Ａ上の薬剤を拡大管路１１Ａの内側に落下させればよい。

また、薬剤投入装置１５に代えて従来公知のエアロゾル化吸入器で粉末製剤または液体製剤をエアロゾル化して開口部１１Ｃから拡大管路１１Ａの内側に投入してもよい。

（２）投与できる薬剤
経肺薬剤投与装置１０で投与できる薬剤としては、対象とする哺乳動物に特定の薬理作用を生じさせる活性作用物質の他、各種食品、栄養補助食品、栄養素、ビタミン類などが包含される。

前記活性作用物質としては、たとえば催眠剤、精神賦活薬、精神安定剤、呼吸器系薬剤、筋弛緩剤、ドーパミン拮抗剤、鎮痛剤、抗炎症剤、抗不安薬、食欲抑制剤、筋収縮剤、抗生物質や抗ウイルス剤、抗真菌剤、ワクチンなどの抗感染薬、抗関節炎薬、抗マラリア薬、鎮吐薬、抗癲癇薬、気管支拡張剤、サイトカイン、成長因子、抗癌剤、抗血栓剤、血圧降下剤、心臓血管薬、抗不整脈薬、抗酸化剤、抗喘息剤、避妊薬を含むホルモン剤、交感神経興奮剤、利尿剤、脂質調整剤、抗アンドロゲン剤、抗寄生虫剤、抗高血圧剤、新生剤(neoplastics)、抗新生剤、血糖降下剤、栄養剤(nutritional agent)、栄養補助食品、成長補助食品、抗腸炎剤、診断約、および造影剤などがある。

前記活性作用物質は、対象とする哺乳動物に特定の薬理作用を生じさせることができるものであれば上に挙げた薬剤には限定されず、小分子、ペプチド、ポリペプチド、蛋白質、多糖類、ステロイド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、脂質、電解質なども前記活性物質に包含される。

前記活性作用物質には、他に、裸の核酸分子、ベクター、会合ウイルス粒子、プラスミドＤＮＡ、プラスミドＲＮＡなど、遺伝子療法に好適な各種核酸構造も包含される。

更に、ワクチンとして使用するのに好適な弱毒化ウイルスや死滅ウイルスも前記活性作用物質に包含される。

これらの薬剤は、たとえば粉末製剤の形でも投与できるし、液体状の製剤に加工してこれを霧滴の形で投与してもよい。

前記薬剤を粉末製剤とする場合には、通常医薬品に使用される賦形剤を、全製剤の質量に対して０．０１〜９５質量％、好適には０．５〜８０質量％、更に好適には１〜６０質量％配合することができる。

前記賦形剤には、アミノ酸、ペプチド蛋白質、非生物学的ポリマー、生物学的ポリマー、炭水化物、単糖類、二糖類、セルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、アルジトールやアルドン酸、糖エステル、糖ポリマーなどの糖誘導体、および多糖類などが挙げられる。

前記粉末製剤には、他にｐＨ調整剤などを配合できる。

（３）作用
以下、経肺薬剤投与器具１および経肺薬剤投与装置１０の作用について説明する。図３に示すように、薬剤を投与しようとする哺乳動物の気管に経肺薬剤投与器具１における第１管路１１Ｂを挿入し、第１管路１１Ｂの先端を前記哺乳動物の気管の分岐部近傍に位置させた状態で第２管路１２の開口部１２Ｂから空気を供給すると、供給された空気により、矢印Ａに示すように第２管路１２および第１管路１１Ｂを経由して前記哺乳動物の肺に向かう気流が生じる。

これによって、第１管路１１と第２管路１２との交差部分が減圧され、図３において矢印Ｂで示すように、拡大管路１１Ａの開口部１１Ｃから外気が巻き込まれて開口部１１Ｄに向かう気流が生じる。

ここで、投与しようとする薬剤の粉末製剤または液体状の製剤を開口部１１Ｃから拡大管路１１Ａに投入すると、投入された製剤は、気流Ｂに乗って第１管路１１内部を移動し、開口部１１Ｄから前記肺の近傍に放出される。

第１管路１１の内部を移動する間に、製剤には気流Ｂからの剪断力が作用するから、製剤中に塊状粒子や粗大粒子が混在している場合においても、前記塊状粒子や粗大粒子は前記剪断力によって解されて微粒子に分解する。したがって、塊状粒子や粗大粒子がそのまま第１管路の端部から放出されて肺に投与されることはない。

一方、余剰の空気や呼気は、図３において矢印Ｃで示すように第１管路１１内部を逆流して開口部１１Ｃから外気に放出される。

したがって、粉末製剤や液体製剤を単に従来公知のエアロゾル化吸入器でエアロゾル化して投入する場合とは異なり、薬剤投与中においても前記哺乳類の呼吸が妨げられることが少ないから、前記哺乳類に与える負担が少ない。

更に、空気供給装置１３において、哺乳動物の呼吸のタイミングに会わせて空気を供給することにより、薬剤を前記哺乳動物の肺全体に行き渡らせることができる。

加えて、拡大管路１１Ａの開口部１１Ｃは大気中に開放されているから、製剤を開口部１１Ｃから追加しながら投与できるという特長もある。

２．実施形態２
本発明に係る経肺薬剤投与器具の別の一例につき、図面を用いて説明する。図４に示すように、実施形態２に係る経肺薬剤投与器具２においては、第２管路１２の先端部１２Ｃが第１管路１１Ｂの内側に貫入した構成とされている。そして、先端部１２Ｃの先端は、第１管路１１Ｂの出口側の開口部１１Ｄに向かって屈曲している。

経肺薬剤投与器具２は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成を有する。したがって、第１管路１１Ｂ、拡大管路１１Ａおよび第１管路１１Ｂ、並びに第２管路１２における先端部１２Ｃを除いた部分の構成は実施形態１のところで述べたとおりである。

経肺薬剤投与器具２においては、第２管路１２の先端部１２Ｃの開口が、第１管路１１Ｂの出口側の開口部１１Ｄを向いているから、第２管路１２からは、第１管路１１Ｂの開口部１１Ｄに向かう方向と実質的に一致する方向の気流が供給される。

したがって、第２管路１２から導入された気流によって、第１管路１１Ｂにおける第２管路の貫入部およびその近傍には、第２管路１２が先端部１２Ｃを有していない場合と比較してより強い減圧が生じるから、第１管路１１Ｂの内部には開口部１１Ｃから開口部１１Ｄに向かう方向に沿ったより強い気流が生じる。

したがって、開口部１１Ｃから投入された粉末製剤に塊状粒子や粗大粒子が含まれている場合には、第１管路１１Ｂ内部の気流から塊状粒子や粗大粒子により強い剪断力が及ぼされてこれらの塊状粒子や粗大粒子は微細粒子に解される。

３．実施形態３
本発明に係る経肺薬剤投与器具の更に別の一例につき、説明する。図５に示すように、実施形態３に係る経肺薬剤投与器具３においては、第２管路１２が拡大管路１１Ａの内側に挿入され、第２管路１２の先端部１２Ｃが第１管路１１Ｂの内部に挿入された構成とされている。なお、第２管路１２の外壁と拡大管路１１Ａおよび第１管路１１Ｂの内壁との間には全周に亘って間隙が設けられている。

実施形態１と同様に、第１管路１１においては拡大管路１１Ａと第１管路１１Ｂとは同一軸線上に、言い換えれば一直線上に形成されている。

拡大管路１１Ａの内壁と第２管路１２の外壁との間には、板状の支持部材１１Ｅが設けられ、第２管路１２は、支持部材１１Ｅによって拡大管路１１Ａと同心に支持されている。

経肺薬剤投与器具３は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成を有する。したがって、第１管路１１、拡大管路１１Ａおよび第１管路１１Ｂ、並びに第２管路１２における先端部１２Ｃを除いた部分の構成は実施形態１のところで述べたとおりである。

以下、経肺薬剤投与器具３の作用について説明する。
第２管路１２から第１管路１１に向かって気流を供給すると、第１管路１１Ｂにおける第２管路１２の先端部１２Ｃの近傍にベンチュリ効果に起因して減圧状態が生じる。

したがって、拡大管路１１Ａと第２管路１２との間の間隙から外気が巻き込まれて開口部１１Ｄに向かう気流が生じる。

ここで、投与しようとする薬剤の粉末製剤または液体状の製剤を開口部１１Ｃから拡大管路１１Ａに投入すると、投入された製剤は、気流Ｂに乗って第１管路１１内部を移動し、開口部１１Ｄから薬剤の投与対象である哺乳類の肺の近傍に放出される。

経肺薬剤投与器具３においては、上述したように、第２管路１２は拡大管路１１Ａの内側に配設されているから、第１管路１１Ｂに第２管路１２が接続された形態の経肺薬剤投与器具と比較してよりコンパクトに形成できるという特長がある。

４．実施形態４
本発明に係る経肺薬剤投与器具の更に別の一例につき、説明する。図６に示すように、実施形態４に係る経肺薬剤投与器具４においては、第１管路１１Ｂの先端部に、長手方向に沿った切込み１１Ｆが、開口部１１Ｄに連通するように形成されている。

経肺薬剤投与器具４は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成および作用を有する。

経肺薬剤投与器具４においては、開口部１１Ｃから投入された薬剤の微粒子は、第１管路１１Ｂの出口側に切込み１１Ｆが設けられているにも拘らず、慣性力によって直線状に放出されて投与対象の哺乳類の肺に到達する。

一方、開口部１１Ｃから巻き込まれた外気は、開口部１１Ｄからだけでなく、切込み１１Ｆからも排出されるから、外気の排出が切込み１１Ｆがない場合と比較してより容易になる。

５．実施形態５
本発明に係る経肺薬剤投与器具の更に別の一例につき、説明する。図７に示すように、実施形態５に係る経肺薬剤投与器具５においては、第１管路１１Ｂの外側に第３管路の一例としての覆い管１６が被せられている。

経肺薬剤投与器具５は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成および作用を有する。

経肺薬剤投与器具５においては、薬剤を投与されている哺乳類の呼気は、第１管路１１Ｂからだけでなく、第１管路１１Ｂと覆い管１６との間の間隙からも排出される。

したがって、哺乳動物の呼吸を妨げる度合いが、第３管路を有しない場合と比較して更に少ない。

６．実施形態６
本発明に係る経肺薬剤投与器具の更に別の一例につき、説明する。図８に示すように、実施形態６に係る経肺薬剤投与器具６においては、第１管路１１Ｂの開口部１１Ｄ近傍における周面に膨張収縮可能であって膨張時にはドーナツ状となるカフバルーン１７が装着されている。

経肺薬剤投与器具６は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成および作用を有する。

経肺薬剤投与器具６においては、カフバルーン１７を膨張させることにより、哺乳類の気管と第１管路１１Ｂとの間の隙間を塞ぐことができるから、投与された製剤が、前記隙間から哺乳類の呼気とともに漏洩して損失することが防止される。

したがって、極微量の薬剤を投与する場合などのように薬剤の漏洩による損失が問題となる場合において特に好適に使用される。

７．実施形態７
本発明に係る経肺薬剤投与器具の更に別の一例につき、説明する。図９に示すように、実施形態７に係る経肺薬剤投与器具７においては、拡大管路１１Ａおよび第１管路１１Ｂは長手方向に沿った仕切り１１Ｇによって全長に亘って２つに区画されている。

そして、第２管路１２は、第１管路１１Ｂに、仕切り１１Ｇを挟むように２つ接続されている。

経肺薬剤投与器具７は、上述の点を除いては実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１と同様の構成および作用を有する。

経肺薬剤投与器具７においては、仕切り１１Ｇで仕切られた２つの開口部１１Ｃの一方と他方とで異なる薬剤を投入することにより、異なる２種類の薬剤を同時に投与できるから、２種類の薬剤を同時に投与する場合に好適に使用される。

１．実施例１
実施形態１に係る経肺薬剤投与器具１および経肺薬剤投与装置１０を用いて蛍光染料粉末をラットに経肺投与して蛍光染料の肺への分布状態を調べた。

経肺薬剤投与器具１としては、第１管路１１Ｂと拡張管路１１Ａとの合計長さが８０ｍｍであって拡大管路１１Ａの長さが３０ｍｍ、第１管路１１Ｂの長さが５０ｍｍ、拡大管路１１Ａの開口部１１Ｃの内径が５.０ｍｍ、第１管路１１Ｂの内径が０．８ｍｍ、外径が１．３ｍｍ、第２管路１２は全長が２４ｍｍであって内径が０．５ｍｍ、外径が１．０ｍｍ、拡大部１２Ａの長さが１２ｍｍ、開口部１２Ｂの内径が４．２ｍｍのものを使用した。

蛍光染料としては、Ｉｒ（ｔｐｙ）_３錯体（ｔｐｙ＝２−（４−トリル）ピリジン）およびＩｒ（ｐｐｙ）_３錯体（ｐｐｙ＝２−フェニルピリジン）を使用した。

ラットとしては、体重３５０ｇの雄のWistar ratを使用し、粉末状の蛍光染料を５ｍｇまたは１０ｍｇ投与した。

空気供給装置１３としては、Metran社製、Compos β-EA（商品名）を用い、圧力０．７ＭＰａ、頻度６０回／分、１回当たり吐出時間０．１５秒の条件で第２管路１２から空気を供給した。

蛍光染料を投与後、ラットを、ヘパリンを配合した燐酸緩衝溶液（ＰＢＳ）で還流虚血して血液を除去し、その後肺を取り出して２枚のシャーレの間で肺を押しつぶして広げ、紫外線を照射して蛍光を観察した。

その結果、蛍光染料の投与量が５ｍｇおよび１０ｍｇのいずれの場合においても、肺全体が一様に蛍光を発することが認められた。このことから、蛍光染料がラットの肺全体に一様に行き渡ったことが分かった。

２．比較例１
Penn-Century社製のdry powder insufflatorを用いた蛍光染料の投与を行った以外は、実施例１と同様の手順に従ってラットに蛍光染料を経肺投与し、肺への蛍光染料の分布状態を調べた。蛍光染料の経肺投与は圧縮空気２ｍｌで１０〜１５回行った。

その結果、マウスの気管および気管支には強い蛍光が認められたものの、肺には殆ど蛍光が認められなかった。このことから、dry powder insufflatorで投与された蛍光染料は主に気管や気管支に付着し、肺には殆ど行き渡っていないことが分かる。

本発明の経肺薬剤投与器具および経肺薬剤投与装置は、ヒトの肺に直接に薬剤を投与して肺癌や肺気腫などの各種肺疾患を治療するのに使用されるだけでなく、人の肺が高い浸透性を有することを利用して、肺疾患以外の各種疾患の治療薬を投与するのに使用される。

また、マウスやラット、モルモット、ウサギ、サルなど各種の実験動物に薬剤を経肺投与して薬効試験を行うのにも使用される。

１ 経肺薬剤投与器具
２ 経肺薬剤投与器具
３ 経肺薬剤投与器具
４ 経肺薬剤投与器具
５ 経肺薬剤投与器具
６ 経肺薬剤投与器具
７ 経肺薬剤投与器具
１０ 経肺薬剤投与装置
１１Ａ 拡大管路
１１Ｂ 第１管路
１１Ｃ 開口部
１１Ｄ 開口部
１１Ｅ 支持部材
１１Ｆ 切込み
１１Ｇ 仕切り
１２ 第２管路
１２Ａ 拡大管路
１２Ｂ 開口部
１２Ｃ 先端部
１３ 空気供給装置
１４ 空気供給管
１５ 薬剤投入装置
１５Ａ 薬剤皿
１５Ｂ 加振装置
１６ 覆い管
１７ カフバルーン

Claims (15)

1. 哺乳類に投与しようとする薬剤を投入するための拡大管路と、
   前記拡大管路の端部に形成され、前記哺乳類の気管に挿入される第１管路と、
   前記第１管路と連通し、前記拡大管路とは反対側へ向かう気流を発生させる第２管路と、
   を有する経肺薬剤投与器具。
2. 前記拡大管路と前記第１管路とは同一の軸線上に形成されている請求項１に記載の経肺薬剤投与器具。
3. 前記拡大管路は外側に向かって徐々に拡径している請求項２に記載の経肺薬剤投与器具。
4. 前記第２管路の内径は前記第１管路の内径よりも小さい請求項１〜３の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
5. 前記第２管路は、前記第１管路における拡大管路の近傍に接続されている請求項２〜４の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
6. 前記第２管路は、前記拡大管路の内側に配設されている請求項２〜４の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
7. 前記第２管路は、前記第１管路の軸線と前記第２管路の軸線とのなす角度のうち拡大管路側の角度が９０度以下となるように配設されている請求項５に記載の経肺薬剤投与器具。
8. 前記第２管路は、前記第１管路の軸線と前記第２管路の軸線とのなす角度のうち拡大管路側の角度が３０〜６０度の範囲となるように前記第１管路に接続されている請求項７に記載の経肺薬剤投与器具。
9. 前記第２管路の先端は、前記第１管路の内側に位置している請求項５、７、または８に記載の経肺薬剤投与器具。
10. 前記第２管路の先端開口部は、前記第１管路の出口側に向かって屈曲している請求項９に記載の経肺薬剤投与器具。
11. 前記第１管路の端部には長手方向の切込みが形成されている請求項１〜１０の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
12. 前記第１管路の端部の周面に、ドーナツ状であって膨張、収縮可能なカフバルーンが装着されている請求項１〜１１の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
13. 前記第１管路の端部には気管に挿入される第３の管路が被せられている請求項１〜１２の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
14. 前記第１管路は、前記第２管路の接続部分よりも第１管路の出口側において２つに分割可能とされている請求項１〜１１の何れか１項に記載の経肺薬剤投与器具。
15. 請求項１〜１４の何れか１項に記載の１または複数の経肺薬剤投与器具と、
    前記経肺薬剤投与器具の第２管路に接続された空気供給装置と、
    前記経肺薬剤投与器具における拡大管路の開口部に投与しようとする薬剤を投入する薬剤投入装置と、
    を有する経肺薬剤投与装置。

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