JP2013540040A - 小型流体噴霧器 - Google Patents

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Abstract

小径の医療用導管内にノズルを挿入することを可能とする、前面面積が比較的小さい噴霧ノズルが記載されている。好ましいノズルの本体は、約0.2インチ(0.5cm)未満の特徴寸法(例えば、断面直径)を有する。ノズル本体は、典型的には、延長部材上で担持され、この延長部材は、チューブ内に、かつ非線形経路に沿ってノズル本体に進めることが可能となるように、横方向に可撓とすることができる。ノズル本体は、典型的には、ノズル本体に連結された重ね継手によって延長部材に連結される。好ましい実施形態では、De/O比が12.0未満、Db/O比が約18未満、およびDb/De比が約1.1未満である。ある実施形態は、吐出オリフィスの上流に配置された旋回チャンバを含み、この旋回チャンバは、少なくともドームの一部分に似せた、または他の湾曲表面として構成された部分を備える近位壁を有する。

Description

本発明は、一般に、治療用流体をミスト状、または小粒径で散布される形状で分注する噴霧ノズルおよび装置に関する。本明細書に記載のように構築されたある種の装置は、小孔の導管に挿入して、ヒトの患者の体内部分にミスト状流体を塗布するように適合された装置に使用するのに特に適している。
ある種の動作可能な噴霧ノズルの動作原理、および構成の詳細が、2004年3月2日発行のPerry W. Crollらの米国特許第6698429号、名称「MEDICAL ATOMIZER」に開示されており、その全開示を参照により本明細書に組み込む。前述の'429号特許に開示の、本発明者らによる小型噴霧ノズルの従来技術は、使い捨て噴霧ノズル構成要素の分野において、医療関連のチューブおよびオリフィスに挿入することを可能とする小断面プロファイルを有する最も進歩した「最新技術」を構成すると考えられる。
Crollらの開示に従って構成された噴霧器構成要素の本体は、射出成形ソケットを含み、その中に延長チューブ部材が接着接合される。射出成形工程に固有の問題によって、かかるソケットを確実に製造できる寸法(例えば直径)が事実上限定される。確実に射出成形できるソケットの最小壁厚は、約0.015インチ(0.381mm)であると考えられる。したがって、現実的なソケットの最小直径は、延長部材の外径よりも大きい約0.030インチ(0.76mm)となる。Crollらに開示の噴霧器構成要素の本体の最大断面直径は、ソケットの最小外径よりもさらに大きい。
Crollらの第5段、47〜56行目に開示のように、ノズル本体の公称直径Dbは約0.2インチ(0.5cm)であり、円筒状延長導管の直径Deは約0.1インチ(0.25cm)である。かかる数字では、噴霧器本体直径と延長部材直径との比(Db/De)は2.0になる。対応する市販の実施形態のより精密な直接測定では、噴霧器本体の最大直径は0.218インチ(0.55cm)、延長部材の直径は0.121インチ(0.3cm)であり、したがってDb/Deの比は1.8である。Crollらの図3に例示したものなど、市販の代替実施形態の対応する直接測定では、0.188インチ(0.5cm)および0.119インチ(0.3cm)であり、したがってDb/De比は1.6である。噴霧ノズルの直径が低減する、または延長部材が大きくなるにつれて、噴霧器本体の直径と延長部材の直径との比は、1に近付く傾向となり得ることは、理論的に理解することができる。しかし、ソケットが存在するので、'429号特許の開示に従って構成された噴霧ノズル構成要素の直径は、噴霧器本体の直径と延長部材の直径との比が1に等しくなることも、または1未満になることも決してあり得ない。
前面面積、または前面断面とは、物体の直線通路に対処するように流体が変位しなければならない面積として規定することができる。射出成形ソケットのさらなる結果として、噴霧器構成要素の本体の前面断面積の特徴寸法(例えば、直径Db、すなわち最大寸法の前面面積にわたる長さ)が、所望の小型特徴寸法に近付く、またはそこを超えて減少するにつれて、円形噴霧器本体の直径Dbと、円形延長部材の直径Deとの比(すなわちDb/De)は、必然的に1から遠のく(言い換えれば、Db/Deは、次第に1よりも大きくなる)。
本開示では、所望の小型特徴寸法を有する噴霧器構成要素とは、円形本体の直径が約0.2インチ(0.5cm)未満であることを意味する。ソケット壁厚が最小であり、かつ本体の直径が0.2インチ(0.5cm)である、この限定的なケースでは、円形噴霧器本体の直径と円形延長部材の直径との比は0.2/0.17、すなわち1.176である。このDb/De比は、ソケットの壁厚を、射出成形部品で得られる最小値に維持したまま、構成要素の直径を減少させるにつれて、必然的に増大する(数字が1.176からより大きくなっていく)。延長部材の直径だけをより小さくする(噴霧器本体の直径は0.2インチ(0.5cm)としたまま、ソケットの壁厚を最小の0.015インチ(0.038cm)よりも厚く作成する)と、噴霧器本体の直径と延長部材の直径との比もやはり、それに対応して増大する(数字が1.176からより大きくなっていく)。
噴霧ノズル構成要素は、時には噴霧構成要素本体の直径Dbと、吐出オリフィスの直径Oとの比(すなわちDb/O)によって特徴付けることができる。吐出オリフィスは、分注された流体が妥当に噴霧されるように促進するのに十分な圧力降下が生じるように、典型的には小さく寸法設定される(例えば直径約0.010〜0.008インチ(0.0254〜0.02032cm))が、それでもなお、例えば治療用流体を妥当な流量で送達し、かつ目詰まりに抗するほどには十分大きくなければならない。動作可能な吐出オリフィスの公称寸法として、直径約0.010〜0.008インチ(0.0254〜0.02032cm)が妥当な限界であると考えられる。
オリフィス寸法を固定するとした場合、本体の直径Dbが小さくなるにつれて、比Db/Oの数値も小さくなることは自明である。公称本体寸法0.2インチ(0.5cm)であり、前述の吐出オリフィスの寸法が0.008および0.10では、Db/O比はそれぞれ、25および20になる。市販の最小本体の直径0.188インチ(0.478cm)を、より大きい吐出オリフィスの直径0.010インチ(0.0254cm)(この直径は、かかる装置で実在するオリフィス直径0.008インチ(0.02032cm)よりも大きい)と組み合わせて使用すると、Db/O比が18.8と算出される。従来技術による使い捨て噴霧器は全て、Db/O比が18.8を超えると考えられる。
噴霧ノズル構成要素は、時には延長部材の外径(または最大特徴寸法)と、治療用流体がそこから排出される吐出オリフィスの直径との比によって特徴付けることができる。分注されたドーズ量の流体を適正に噴霧するために、ある程度の最小流体圧力が必要となる。延長導管の外径は、アセンブリの噴霧部分上流の治療用流体の圧力に耐える構造一体性が得られるように、十分大きくなければならない。Crollらによれば、ある種の延長導管は、変形可能な部材を保持するために、1つまたは複数の余分のルーメンを含むことができ、したがってかかる延長部材の直径は、さらに大きくなる。Crollらの図3および図6に示す実施形態に対応する市販の噴霧器構成要素は、寸法がそれぞれ0.008インチ(0.0203cm)、および0.010インチ(0.025cm)の吐出オリフィスを有する。Crollらに開示のように、公称直径が1/8インチ(0.32cm)の医療用チューブ類から形成された延長部材では、延長部材の直径と吐出オリフィスの直径との比は、図3の実施形態では15.6となり、図6の実施形態では12.5となる。市販の延長部材の直径について先に挙げた直接測定値を使用すると、かかる比はそれぞれ14.88、および12.11となる。所与の寸法の吐出オリフィスでは、延長部材の特徴寸法が増大するにつれて、延長部材の最大特徴寸法「De」と、ノズルの吐出オリフィスの寸法「O」との比(すなわちDe/O)は、本質的に増大する。従来技術による構成のDe/O比は全て、12よりも大きいと考えられる。
円形でない噴霧構成要素(および/または延長部材)では、同様の比、すなわち噴霧器本体の直径と延長部材の直径との比、または延長部材の直径と吐出オリフィスの直径との比、または本体の直径と吐出オリフィスの直径との比などは、それらの最大特徴寸法を用いて得ることができる。したがって、本開示では、最大特徴寸法と直径とは、時には互いに置換え可能に使用することがある。便宜上、用語「最大」は、文脈から適正な意味が論理的に推論され得るという了解の下で、時には省くこともある。
Crollらに従って構成された噴霧ノズル構成要素は、噴霧構成要素と延長部材との境界領域の近位端に配設された肩部を本質的に含む。延長部材を中に受けるソケットを確実に射出成形するために必要となる最小壁厚によって、高さが約0.015インチ(0.038cm)の事実上の最小肩部が生じる。実際には、市販の実施形態には、さらに大きい肩部が見られる。噴霧器構成要素の肩部にある、(延長部材の外径からの)高さの段差によって掻取り縁部が形成され、この縁部は、噴霧ノズル構成要素を引き抜く際に患者の組織を損傷する恐れがあるので望ましくない。
噴霧ノズルは、患者の体内に治療用ドーズ量を分注した後、ノズルを引き抜く間に構造体に引っ掛かることがあり、これは望ましくない。例えば、このソケット肩部段差は、医療用チューブの遠位開口で構造的干渉部を形成することがあり、それによって噴霧ノズル構成要素をチューブに再度入れるのに抗することになる。噴霧ノズル構成要素を引く抜く間、肩部によって生じた干渉部を克服するために、延長部材の近位端で力をさらに加えることによって、噴霧ノズル構成要素がその延長部材から外れる危険が高まる。患者の体内で噴霧ノズル構成要素が外れ、体内に残ると、有害となり得る。
噴霧動作に必要となる圧力下で、噴霧構成要素が延長部材から外れることに耐える十分な接合領域を設けるために、ソケットが本質的に必要となる。すなわち、少なくとも小型寸法(一般に最大断面直径が約0.2インチ(0.5cm)以下)が望まれる場合、噴霧ノズル構成要素と延長部材との間の境界面を単に突合せ接合するだけでは、確実な連結部を形成する表面積が小さすぎると考えられる。さらに、突合せ連結表面に接着剤を導入することによって、流体送達導管が接着剤によって目詰まりする危険が誘発され、望ましくない。本段落、および先の段落で挙げた理由のため、従来技術による噴霧器の延長部材の外径(または最大特徴寸法)と吐出オリフィスの直径との比は、約12よりも大きくなると考えられる。
ある種の使い捨て噴霧ノズル構成要素が知られているが、かかる構成要素は、最大本体直径が望ましくないほど大きく、例えば0.2インチ(0.5cm)を超える。「使い捨て」とは、1回の使用後に処分されるものであるため、アセンブリの噴霧ノズル構成要素は、コストが十分低いことを意味する。当然ながら「1回の使用」とは、治療用流体の小分け部分を複数回放出させることも同様に含み得る。しかし、「使い捨て」噴霧器構成要素は、別の患者に再販売および/または再利用される可能性が生じないように、一般に再滅菌、および再包装されることはない。使い捨て噴霧ノズル構成要素は、典型的には、プラスチック、またはプラスチック様材料からの射出成形など、低コスト大量生産技術を用いて製造される。一方、使い捨てでない噴霧ノズルは、金属からワンオフ(one-off)ベースで、または小ロット製造で機械加工することができる。使い捨て噴霧ノズル構成要素の製造コストは、人件費および構成材料費を含め、2009年の米国通貨で算出して、最も好ましくは約1.00ドル未満、望ましくは約10.00ドル未満、確実には約100.00ドル未満である。
米国特許第6698429号
小径の医療用導管内にノズルを挿入することを可能とする、前面面積が小さい噴霧ノズルが提供される。好ましい一噴霧ノズル本体構成要素の本体は、約0.2インチ(0.5cm)未満の特徴寸法(例えば、断面直径)を有する。ノズル本体は、典型的には、延長部材上で担持され、この延長部材は、チューブ内に、かつ非線形経路に沿ってノズル本体に進めることが可能となるように、横方向に可撓とすることができる。ある種の延長部材は、任意選択で、噴霧される治療用流体の放出方向を方向付けることが可能となるように、可塑的に変形可能とすることができる。延長部材は、所望のいかなる長さも有することができる。ノズル本体は、典型的には、ノズル本体の外面に連結された重ね継手によって延長部材に連結される。好ましい実施形態では、De/O比が12.0未満、Db/O比が18未満、およびDb/De比が約1.1未満である。ある実施形態は、吐出オリフィスの直ぐ上流に配設された旋回チャンバを含み、この旋回チャンバは、少なくともドームの一部分に似せて、または他の湾曲面として構成された、流体で濡れた部分を備える近位チャンバ壁を有する。
したがって、本明細書には、従来技術による既知の最小の使い捨て噴霧ノズルを収容するにはこれまで小さすぎた内径を有する医療関連チューブ内に前進させることができる、改良型使い捨て噴霧ノズル構成要素が記載されている。また、高さの変動が約0.015インチ(0.038cm)未満である、噴霧ノズルと延長部材との境界面の肩移行部が記載されている。さらに、被術者に外傷を与え得る可能性を低減させながら、被術者の体内に前進させ、そこから後退させることができる、使い捨て噴霧ノズル構成要素、および延長アセンブリがさらに記載されている。噴霧器を患者から引き抜くときに、噴霧要素が延長部材から外れる危険がさらに低減する。さらに、流体学的効率が増大した使い捨て噴霧ノズル構成要素が得られる。
図面には、現時点で本発明を実施する最良の形態と思われるものが例示されている。
本発明のある原理に従って構築された流体分注アセンブリの平面図である。 図1に示したものと類似の流体分注アセンブリの一部分を含むアセンブリを、胸部医療用チューブ装置と共に示す平面図である。 流体分注アセンブリの遠位端を医療用チューブ装置の遠位端付近まで前進させた状態の、図2に示すアセンブリの遠位部分の断面図である。 本発明のある原理に従って構成された一実施形態の分解組立図である。 組立て済の状態の、図4の実施形態の部分断面図である。 図5に示す構造体の部分近接図である。 本発明のある原理に従って構成された例示的な噴霧器本体の近位端から見た斜視図である。 図6の実施形態の背面図である。 図7の断面8-8に沿って、矢印の方向に見た断面図である。 図7の断面9-9に沿って、矢印の方向に見た断面図である。 本発明のある原理に従って構成された代替実施形態の断面斜視図である。 図10の実施形態の部分近接断面図である。
ある種の医療手技を容易にするために、麻酔薬などの治療用流体を塗布する装置および方法が記載されている。本発明のある原理に従って構成される装置の排他的でなく、例示的な使用には、覚醒患者の気管内挿管、肺疾患治療、鼻腔内薬剤送達、抗生物質を送達するための洞腔内薬剤送達、挿管前に声帯に麻酔をかけるための喉頭気管送達、胃腸粘膜を標的とし、内視鏡アクセサリポートを介した色素内視鏡検査および他の薬剤送達、挿管用気道への組込み、新生児患者の肺に薬剤を送達する気管内チューブの遠位端での界面活性剤の送達、人工呼吸患者の肺への気管内チューブを介した抗生物質または他の薬剤の送達、開腹または腹腔鏡手術の外科的出血のためのトロンビンまたは他の止血剤の送達、および開腹または腹腔鏡手術における疼痛管理のための例えばブピバカインまたは他の流体の送達が含まれる。
現時点で好ましい流体分注装置は、排出された治療用流体を噴霧するように適合されている。「排出された流体を噴霧する」とは、放出された流体が、実質的にミストまたは極めて小さい液滴から構成された霧として散布されることを意味する。噴霧ノズルに組み込まれる設計変数には、放出オリフィスの特徴寸法、放出オリフィス上流の流体に印加される圧力量、および流体のスピンを誘起する任意のスピンチャンバ構造構成が含まれる。効果的な噴霧には、排出された流体が放出オリフィスで圧力降下を受ける必要がある。さらに、排出された流体は、放出軸周りで回転運動成分(スピン)を有する。吐出された霧の放射状拡散は、スピン速度の増大に呼応して増大する。
現時点で好ましい第1の治療用流体分注器が、図1の100で全体が示されており、102で全体を示す流体移送源を、104で全体を示す分注ノズルとともに含む。図1に示すこの流体移送源102はシリンジであるが、流体に圧力を生じるように作用する他の構成も有用である。あるいは、加圧された、または予め加圧されたキャニスタから流体を供給する、さらには水栓またはホース用水栓などの公益設備から流体を供給することも企図の範囲内である。例示の分注ノズル104は、治療用流体をミストまたは霧として吐出するように動作可能な流体噴霧ノズルである。かかる噴霧ノズルは、流体を小径オリフィスから吐出する直前に、流体に(吐出軸周りの)スピンを加える。放出されたスピン流体は、出口オリフィスで圧力降下を受け、それによって効果的に噴霧される。
図1に示すように、分注ノズル104は、106で全体を示す延長部材によって、流体移送源102から離間させることができる。望ましくは、108で全体を示すコネクタが、ノズル104を流体移送源によって供給される治療用流体と連通して結合するように設けられる。例示のコネクタ108は、シリンジ102の協働構造体と係合するように適合された取外し可能なルアー式雌型連結部を含む。延長導管106の近位端は、例えば接着接合または溶接などの既知の技術を用いて、コネクタ108に固着させることができる。
有用な延長部材106は、例示の直径が約0.060インチ(0.152cm)の透明プラスチックチューブ類などの医療グレードチューブ類から形成することができる。かかる延長導管106は、典型的には横方向に可撓であり、したがって例示のような巻かれた形状に形成することができる。ある種の延長導管106は、医療用チューブのルーメンに沿って、またはヒトもしくは動物内の導管構造体内に挿入することが可能なように構成することができる。そのような場合、延長導管106が横方向に可撓であるので、非線形のルーメンまたは導管経路に適応させることによって、挿入しやすくすることができる。しかし、延長導管106の可撓性は、必ずしも必要ではない。ある場合には、延長部材は実質的に剛性でもよい。以下でさらに説明するように、延長部材は、時には導管が変形した形状を維持する一助となるように構成された可塑的に可鍛性の部分を含むことができる。後者の場合、この可鍛性の部分は、典型的には、分注ノズルの噴霧軸110を方向付けるように作用する所望の形状が延長導管で維持されるように適合される。
図2は、本発明のある原理に従って構成された細長い噴霧流体送達システムを示し、112でその全体を示している。かかるシステム112のあるものは、例示の気管内チューブ114などの医療用チューブ類と協働するように適合されている。流体送達システム112は、コネクタ108と分注ノズル104との間に延伸する延長部材106を含む。延長部材106は、118で全体を示す分岐アダプタのキャップ116を摺動可能に封止貫通するように配設され、それによって分注ノズル104をルーメン120中に前進または後退させることが可能である。例示のように、延長部材106は、分注ノズル104を気管内チューブ114に、したがって患者内に挿入した深さを示す指標構造体122を担持することができる。
図3は、分注ノズル104を気管内チューブ114の遠位端150付近まで前進させた状態を示す。例示のように、噴霧ノズル104は、治療用流体を、チューブ114の直径よりも大きい横断直径を有する、152で全体を示す霧として分注することが好ましい。したがって、気管内チューブ114の挿管中に、局所麻酔薬を塗布して支援することができる。
分注ノズル104を形成する現時点で好ましい一構成を、図4に示す。156で全体を示す噴霧器構成要素が、結合部160によって延長導管164に連結されている。有用な結合部は、比較的薄壁のチューブ類から形成することができる。有用なチューブ類の1つとして、公称外径が約0.069インチ(0.18cm)、公称内径が約0.0615インチ(0.156cm)の押出しポリイミドチューブ類が含まれる。かかるチューブ類が、米国サウスカロライナ州インマンのIWG High Performance Conductors, Incから市販され、入手することができる。
例示の噴霧器本体168(図4)の外径は、結合部160のルーメン172内部で滑り嵌めを形成するように寸法設定されている。同様に、延長部材164の外径も、ルーメン172と調和して滑り嵌めを形成するように寸法設定されている。本体168と延長部材164とはどちらも直径が同じであるので、Db/De比は、1(1.0)となる。組立ての際には、結合部160が、本体168および延長部材164の遠位部分のそれぞれと重ね継手を形成する。これらの構成要素は、典型的には、UV硬化型接着剤、または耐圧力、かつ耐流体の連結部を形成するように動作可能な他の固定剤などの接着剤を用いて一体に接合される。したがって、流体送達導管176中を送達された治療用流体は、閉じ込められて遠位に流れ、吐出オリフィス180から出る。
図5は、組立て済の位置にある図4の構成要素を示す。望ましくは、環状プラグ184が接着剤188によって形成されている。環状プラグ184は、治療用流体のドーズ量を分注する間、噴霧器本体168が結合部160内の取付け位置から外れることに耐える一助となる。接着剤188、または噴霧器本体168の遠位端の構造体は、分注ノズル104の遠位端として丸みのある先端を形成することがさらに望ましい。
また、接着剤188によって、結合部160の近位端に、192で全体を示す移行ランプを形成することが望ましい。かかる移行ランプは、ノズル104を引き抜く間の(結合部160の厚さによって形成される小さい肩部の)引掛りを阻止する。滑らかな移行ランプ192は、望ましくは、患者の導管構造体から組織が掻き取られるのを阻止する。また、滑らかな移行ランプ192によって、望ましくは、噴霧器104を後退させることができる医療用導管の遠位開口の肩部との構造的干渉が回避される。
次に図5および5Aを参照すると、旋回チャンバ196(時には「タービンチャンバ」と称する)が、流体放出オリフィス180の直ぐ上流に配設されている。旋回チャンバ196の近位表面は壁要素200によって形成され、この壁要素200は、例示の実施形態では球である。現時点で好ましい実施形態では、球200は、受入孔204に圧入される。現時点では、球200の一部分と、本体168に形成された肩部208との間での圧入係合が好ましい。したがって、図5Aに示す構造体は、隅部208で僅かな量が重なり合って示されている。上記は、好ましいアセンブリ構成を単に例示するものにすぎないことを理解されたい。球などの壁要素200の受入孔204内への滑り嵌めもやはり、流体の流れによって、壁要素が本質的に旋回チャンバ196の方に押し進められることになるので、有用である。流体が吐出される前に流体のスピンを促進する形で、流体がタービンチャンバ196に入るように壁要素200を構成することが望ましい。
図5Aを参照すると、旋回チャンバ196の近位壁の一部分は、1つまたは複数の流体路212の遠位部分に沿って延びている。例示の実施形態では、2本の流体路212が設けられている。しかし、単一の流体路212、あるいはさらに複数の流体路を設けることも企図の範囲内である。望ましくは、壁要素200の流体接触面に垂直なベクトルは、案内表面に沿って旋回チャンバ196の近位位置(ベクトル216で示す)から、中間位置(ベクトル216'で示す)を過ぎ、遠位位置(ベクトル216"で示す)の方へと進むにつれて、実質的に横方向を指すベクトルから実質的に遠位方向を指すベクトルへと徐々に変動する。かかる遷移によって、本体168、および壁要素200などの壁要素によって生成される放出ノズルの流体力学的特性が改善されると考えられる。
例示のように、壁要素200は、球などの球形要素から形成することができる。壁要素200は、シリンダの遠位端で担持された湾曲部分、または異なる形状を有する他の何らかの担持体でよいことが企図の範囲内である。現時点で好ましい壁要素200は、worldwideweb.precisionballs.comから市販されている、外径が1/32インチ(0.76mm)のステンレス鋼球316シリーズによって形成される。当然ながら、他の組成要素も有用である。
次に、図6〜8を参照しながら、有用な噴霧器本体168の追加の詳細について論じる。おそらく図6および7に最もよく示されるように、治療用流体は、流体路212に沿って遠位に流れ、その後タービンポート220を介して旋回チャンバ196に入る。旋回チャンバ内の流体は、壁要素(図示せず)と吹出し口表面224との間に閉じ込められる。したがって、流体はチャンバ196内で渦巻き、吐出オリフィス180から出る。
本発明のある原理に従って構成された第2の噴霧器アセンブリが、図10および11の240で全体が示されている。アセンブリ240は、延長部材106'によってコネクタ108から離間された噴霧ノズル104を含む。代表的な延長部材106'の外径は、約1/8インチ(0.3cm)である。実施形態100(例えば、図4および5参照)とは異なり、アセンブリ240の噴霧器本体168は、本体168の外面と流体送達導管176の内面との間で直接形成される重ね継手を用いて取り付けられている。
図10および11に示す種類の実施形態は、本質的にDb/De比が1(1.0)未満となることに留意されたい。このことは、かかる実施形態が、先に開発されたあらゆる噴霧ノズルとは異なる特徴となっていると考えられる。外径が0.060インチの噴霧本体168と、公称外径が1/8インチ(0.3cm)の延長部材との組合せでは、Db/De比は0.48と算出することができる。直径が0.008インチ(0.02cm)の吐出オリフィスを有するかかる噴霧本体では、Db/O比は、7.5になると算出される。その吐出オリフィスが0.010インチ(0.254cm)に増大した場合、その比はさらに低く、すなわち6.0未満になる。一方、前述のように、従前の噴霧ノズルは全て、Db/O比が18.8よりも大きいと考えられる。
噴霧器本体168の外径は、製造できる所望のいかなる寸法のものでもよい。例えば、ポリカーボネートなどの医療グレードプラスチックからの射出成形噴霧器本体168が好ましい。当然ながら、流体送達導管176の内径は、組立てが可能となるように、典型的には本体168の寸法に合わせて寸法設定される。本体168は、組み立てやすいように、流体送達導管176内で軽い締り嵌めを形成することが現時点では好ましい。アセンブリ100と同様に、本体168がルーメン176から外れることに耐えるように、接着剤188の環状リング184を設けることができる。本体168および導管176は、丸みがあるとより簡単であるが、そうである必要はないことに留意されたい。
ある種のアセンブリの延長部材は、任意選択で、流体送達導管176が変形した形状を維持し、それによって放出軸110(例えば、図3の軸110参照)を方向付ける一助となるように構成された可塑的に可鍛性の部分を含むことができる。図10および11に示すように、可鍛性金属ワイヤ244が、延長部材106'内部の第2のルーメン内に配設されている。典型的には、ワイヤ244の少なくとも一端部が延長部材に固定され、それによってそのワイヤ244が組立て位置から外れて移動するのが防止されている。接着剤による取付けが、現時点では好ましい。
ワイヤ244は、噴霧された治療用流体の放出方向を方向付けるように、所望の形に変形させることができる。変形可能な要素は、可塑的に変形可能な延長要素を設けること、可撓性のある延長部材の外面に変形可能な要素を接着すること、変形可能な要素を延長部材の外面周りに巻き付けること、流体送達導管176内部に可鍛性要素を配置すること、または代替の構成を当業者の能力の範囲内で同様に使用することなど、代替の方式によって延長部材に連結できることが企図の範囲内である。
延長部材106'などの延長部材に、丸みのある遠位先端248を設けることが一般に望ましい。RFチッピング、または従来技術による他の製造技術が、所望の丸みのある先端248を形成するのに有用である。
図1のシリンジ102の作動によって、その中に収容されていた流体が、部材106、および噴霧器部分104を通って押し出される。
本開示を理解すれば、この装置を作成し、使用し、組み立てる他のさらなる方策が当業者には容易に明白となるであろう。構成要素の多くは、容易に入手可能な市販のものであるか、または市販の構成要素から適合させることができる。
100 治療用流体分注器
102 流体移送源(シリンジ)
104 分注ノズル(噴霧ノズル)
106、106' 延長部材(延長導管)
108 コネクタ
110 噴霧軸(放出軸)
112 噴霧流体送達システム
114 気管内チューブ
116 キャップ
118 分岐アダプタ
120 ルーメン
122 指標構造体
150 遠位端
152 霧
156 噴霧器構成要素
160 結合部
164 延長部材(延長導管)
168 噴霧器本体
172 ルーメン
176 流体送達導管(ルーメン)
180 吐出オリフィス(流体放出オリフィス)
184 環状プラグ(環状リング)
188 接着剤
192 移行ランプ
196 旋回チャンバ(タービンチャンバ)
200 壁要素(球)
204 受入孔
208 肩部(隅部)
212 流体路
216、216'、216" ベクトル
220 タービンポート
224 吹出し口表面
240 第2の噴霧器アセンブリ
244 可鍛性金属ワイヤ
248 遠位先端
316 ステンレス鋼球

Claims (21)

  1. 流体を実質的にミストとして吐出することが可能であると共に、延長部材であって、流体移送源から前記延長部材を通って伝わる流体を受容するのに有効な延長部材に固着された噴霧ノズル構成要素を備える装置であって、
    前記噴霧ノズル構成要素の本体の前面面積の特徴的な最大寸法が約0.2インチ(0.5cm)未満であり、
    前記本体の前面面積の前記特徴的な最大寸法と前記延長部材の前面面積の特徴的な最大寸法との比が約1.1未満である、装置。
  2. 前記本体の前面面積の前記特徴的な最大寸法と前記延長部材の前記特徴的な最大寸法との前記比が約1.0である、請求項1に記載の装置。
  3. 前記本体の前面面積の前記特徴的な最大寸法と前記延長部材の前記特徴的な最大寸法との前記比が1.0未満である、請求項1に記載の装置。
  4. 前記延長部材の特徴的な最大寸法、前記噴霧ノズル構成要素の流体吐出オリフィスの特徴的な最大寸法との比が12.0未満である、請求項1に記載の装置。
  5. 前記延長部材の遠位端に対して重ね継手を形成するように構成されたスリーブ要素をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記スリーブ要素の環状厚さが、約0.008インチ(0.02cm)未満である、請求項5に記載の装置。
  7. 前記スリーブ要素が、前記噴霧ノズル構成要素および前記延長部材の両方に対して重ね継手を形成するように構成される、請求項5に記載の装置。
  8. 前記延長部材内部の流体移送導管が、前記噴霧ノズル構成要素の外径に対して重ね継手を形成するように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記延長部材に連結された変形可能な要素であって、塑性変形可能であり、前記噴霧ノズル構成要素からの流体吐出方向であって前記延長部材の近位部分の軸に対する相対的な流体吐出方向を方向付けるのに有効な前記延長部材の変形形状を実質的に保持するように構成された、変形可能な要素をさらに備える、請求項1または請求項8に記載の装置。
  10. 前記オリフィスの上流に配設された旋回チャンバであって、遠位に放出された流体ストリームに、横方向の速度成分を与えるように構成され、前記旋回チャンバの近位壁が、濡れた案内表面を有する流体接触領域を備え、前記表面に垂直なベクトルが、前記案内表面に沿って近位位置から遠位位置の方へと進むにつれて、実質的に前記横方向を指すベクトルから実質的に前記遠位方向を指すベクトルへと徐々に変動するように前記流体接触領域が構成される、旋回チャンバをさらに備える、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記装置が使い捨ての装置であり、
    前記本体が、約0.200インチ(0.5cm)未満の特徴的な最大寸法を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 前記本体の前面面積の前記特徴的な最大寸法と、前記吐出オリフィスの特徴的な最大寸法との比が約18未満である、請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。
  13. 流体を遠位方向に放出するように構成された放出オリフィスと、
    前記放出オリフィスの上流に配設された旋回チャンバであって、前記旋回チャンバから放出された遠位に放出された流体ストリームに、横方向の速度成分を与えるように構成され、旋回チャンバの近位壁が、濡れた案内表面を有する流体接触領域を備え、前記表面に垂直なベクトルが、前記濡れた案内表面に沿って近位位置から遠位位置の方へと進むにつれて、実質的に横方向を指すベクトルから実質的に前記遠位方向を指すベクトルへと徐々に変動するように前記流体接触領域が構成される、旋回チャンバと
    を備える、流体噴霧ノズル。
  14. 前記ベクトルの向きの前記変動が、数学的に滑らかな関数によって規定される、請求項13に記載の流体噴霧ノズル。
  15. 前記案内表面が、少なくともドームの一部分に似せた領域を備える、請求項13または請求項14に記載の流体噴霧ノズル。
  16. 前記案内表面が、球形要素の一部分によって形成される、請求項13から15のいずれか一項に記載の流体噴霧ノズル。
  17. 前記噴霧ノズルの最大直径が約0.2インチ(0.5cm)未満である、請求項13から16のいずれか一項に記載の流体噴霧ノズル。
  18. 前記噴霧ノズルの前面断面の特徴的な最大寸法が約0.2インチ(0.5cm)未満である、請求項13から16のいずれか一項に記載の流体噴霧ノズル。
  19. 前記ノズルの本体が、前記球形要素を、前記本体の近位端からのドロップイン組立てで受けるように構成される、請求項16に記載の流体噴霧ノズル。
  20. 前記球形要素が、前記本体の協働構造体と締り嵌め構成を形成することによって、取付け位置に保持される、請求項19に記載の流体噴霧ノズル。
  21. 請求項1から12のいずれか一項に記載の装置、または請求項13から20のいずれか一項に記載の流体噴霧ノズルを用いて流体を送達する段階を含む、流体を送達する方法。
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