JP2020508715A - 圧電流体ディスペンサ - Google Patents

Abstract

流体送達装置及び方法が提供され、予荷重力の下で、装置は、流体を有するアンプルに作動可能に結合される圧電アクチュエータを備えてもよい。アンプルは、アンプルの壁に位置付けられる１つまたは複数の孔を含む薄肉の熱可塑性パッケージを備えてもよい。圧電アクチュエータはアンプルの周囲を少なくとも部分的に固定し、その壁に振動を加えるように構成されてもよい。通常は超音波周波数での振動により、流体に音圧のサイクルがもたらされ、流体液滴または流れが孔から射出される。

Description

本発明は、流体流れを射出するための、具体的には、しかし限定されるものではないが、局所的な眼への適用のための装置に関する。

典型的な医療用点眼器は、約４０〜５０μＬの量の単一滴剤を分注する。しかしながら、ヒトの眼は通常、角膜表面上にわずか７μＬの流体しか保持することができないため、付着する量が多ければ結果として、眼表面から薬のほとんどが溢れ出て、損失をもたらす。さらに、３０または５０μＬといった大量の単一滴剤は、瞬目反射を生じさせ、眼球表面から大部分の流体が除去され、不快感及び反射流涙も引き起こす。これらの要因は、点眼薬の自己投与を不快にする可能性があり、それにより服薬遵守がなされない可能性がある。

例として、眼への薬剤送達のための液滴発生装置は、米国特許第５，６３０，７９３号及び米国特許第８，６８４，９８０号（それぞれは、全体として参照することにより本明細書に組み込まれる）でより詳細に記載されている。これらの装置は一般に、少量の液滴を眼に送達するための圧電作動式液滴発生器を備え、液滴を眼の表面に分注するための圧電流体射出器をさらに組み込む。このような射出機構は、使用者が定期的に補充できる流体リザーバに一体的に結合されている。しかしながら、補充は、細菌汚染のリスクを伴い、結果として眼感染になることがある。一般に、特に眼科用の、流体リザーバの薬剤充填または補充は、典型的な使用者が普通は触れられない厳密に制御された無菌環境で処理しなければならない。

先行技術に記載されているようなエアロゾルまたはジェット送達で関連する別の問題は、エアロゾル流れを眼の表面に正確に向ける使用者の能力である。分注装置と眼にずれがあると、投薬が不正確になる可能性がある。

角膜または眼の結膜組織に治療流体を射出するための、本明細書に記載される装置及び方法は、分注ノズルを含んでもよい使い捨て滅菌薬剤アンプルを有利に利用し、そのアンプルは、圧電トランスデューサに容易に着脱可能であり、それによって、補充の必要性を排除する。これにより、細菌汚染の可能性を抑え、その後の操作のために圧電アクチュエータを再利用することによって、費用効果が良いアプローチを提供する。

記載される装置及び方法は、液体流れの送達、及び、作動前に流れを眼に位置合わせする機構をさらに提供し、簡便かつ正確な投薬を保証する。１つの変形例では、驚くべきことに、単一流れの送達は、眼への不快感が抑えられ、したがって、同じ総容積を有するミストまたは少量の液滴のランダム分布の送達と比較して、より簡便であることが見出された。ミストまたはスプレーとは異なり、流れは、角膜または眼の結膜組織上の特定の位置を標的とするように正確に配向することができる。この特性は主に、流れの空気力学的挙動に起因する。特に、ミストの送達は、液滴を標的から逸脱させる乱流を含み、一方、流れは空気中を伝播し、より正確に標的領域に到達する。

患者の身体部位に流体を射出するための、たとえば、局所投与による眼疾患の治療のための流体射出装置が記載され、ここで、アンプルなどの使い捨ての薬剤または流体パッケージは、圧電アクチュエータから分離していてもよく、または分離可能でもよい。圧電アクチュエータは、アンプルを振動させるように構成され、それによって、その中の流体に音圧を発生させ、次に、流体内の音圧のサイクル、ならびに、アンプルに沿って画定される１つまたは複数の孔からの液滴の射出または流体の流れを生じさせる。アンプル薬剤パッケージは、圧電アクチュエータ組立体に簡単に着脱可能であり、空の薬剤または流体パッケージは使い捨てであり、それによって、使用者による薬剤充填の必要性及び細菌汚染のリスクを排除する。１つの実施形態では、アンプルのみが使い捨てであり、一方、別の実施形態では、圧電アクチュエータ及びアンプルを含む組立体全体が使い捨てである。

本明細書に記載される実施形態及び特徴は、２０１６年１月１１日に出願された米国特許出願第１４／９９２，９７５号（米国特許出願公開第２０１６／０１９９２２５号）、２０１６年４月８日に出願された米国特許出願第１５／０９４，８４９号（米国特許出願公開第２０１６／０２９６３６７号）でより詳細に記載されるさまざまな特徴との任意の数の組合せにおいて利用されてもよく、それぞれは、目的に応じて全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。

圧電流体射出装置は、流体充填アンプルの内容物を直接、分注するように構成され、二次的な分注装置にアンプルの内容物を移す必要性、及び流体充填前に分注装置を滅菌する必要性を排除する。これは、眼の表面への点眼剤の送達に特に有用である。装置は一般に、圧電クランプアクチュエータと、１つの変形例では、第１の部分または近位部（たとえば、導管部分）と第２の部分または遠位部（たとえば、球状部分）とを含む薄肉の熱可塑性パッケージを備える分離可能な使い捨ての流体充填アンプルとを備える。１つまたは複数の孔は、アンプルの第１の部分の壁に位置付けられてもよい。

圧電クランプアクチュエータは、第１の部分のまわりを留めるように構成されてもよく、一方で、流体の放出を可能とするために、１つまたは複数の孔は覆われていないままである。１つの実施形態において、クランプアクチュエータは、１つまたは複数の孔に隣接する第１の部分の周囲を、少なくとも部分的に留めるように構成されてもよく、一方で同時に、クランプ方向に振動のサイクルを与える。振動は、通常は超音波周波数において、１つまたは複数の孔から流体液滴の射出または流体の流れを強制する、アンプル内に含有される流体に音圧のサイクルを発生させる。流体充填アンプルは、第１の向き、たとえば、地面に対して垂直に保持されてもよく、一方、流体液滴または流れは、第２の向き、たとえば、水平に射出される。このように、流体は、第２のリザーバ部からアンプルの第１の導管部に連続的に供給され、一方、流体液滴または流れは、１つまたは複数の孔から水平に射出されてもよい。この向きは、眼の表面への送達に特に有用である。有利なことには、流体は、通常は容器の滅菌を必要とするステップにおいて、流体内容物を容器に移す必要がなく、アンプルから直接、射出されてもよい。

アンプルは、圧電クランプアクチュエータに対して簡単に結合または分離することができ、そのため、空の薬剤または流体パッケージは、使用者による薬剤充填の必要性及び細菌汚染のリスクを排除するために、容易に取り除かれてもよい。流体パッケージは、たとえば、摩擦または締まり嵌めによってクランプに結合されてもよく、一般に、たとえば、５ニュートンより小さい、または、たとえば、１０ニュートンより小さい挿入力を必要としてもよい。したがって、挿入力の量は調整されてもよい。

薬剤または流体パッケージは、圧電アクチュエータクランプによってアンプル薬剤パッケージの外面または導管部分に加えられる１つまたは複数の振動により微小液滴を分注するように構成される。アンプルは、使用済みパッケージの廃棄を可能にする圧電アクチュエータから切り離すことが可能であり、圧電クランプトランスデューサは、その後、別のアンプルとともに再利用し、たとえば、眼へ局所的に薬剤を送達するための費用効果が優れているアプローチを提供してもよい。アンプル（または、アンプルの少なくとも一部）は、たとえば、成形同時充填（ｂｌｏｗ−ｆｉｌｌ−ｓｅａｌ）プロセスによって製造されてもよく、アンプルは型穴に保持されている間に充填及び封止されてもよい。このようなプロセスは、たとえば、米国特許公開第２０１３／０３４５６７２Ａ１号、米国特許公開第２０１２／００１７８９８号、及び米国特許第５，６２４，０５７号に記載されており、それぞれは、目的に応じて全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。アンプル自体は、たとえば、テレフタル酸塩、ポリエチレンまたはポリプロピレン、高密度または低密度のいずれかなどの熱可塑性ポリマーから製造されてもよい。

圧電クランプアクチュエータは、携帯型装置で使用できる比較的小型のモジュールとして、または、たとえば、眼鏡もしくはサングラスなどの眼鏡用品の付属品として構成されてもよい。

１つの実施形態において、流体射出装置は、超音波周波数で振動するように構成される圧電クランプを備えてもよく、分注する流体を含有するアンプルをさらに含む。クランプアクチュエータによって発生する超音波振動は、アンプルの導管部分に伝達されてもよく、流体に音圧のサイクルを発生させて、それにより、アンプルの１つまたは複数の孔から液滴を射出させる。

１つの実施形態において、圧電トランスデューサは、反対の極性で配向された２枚のアクティブ圧電セラミック板を有する積層から一般になっていてもよい屈曲アクチュエータに構造的に接続される２つのジョーを有するクランプを含む。このような屈曲アクチュエータは、クランプをアンプルの導管に対して周期的に開閉させる屈曲モードで振動するバイモルフアクチュエータとして一般に知られている。

別の実施形態において、屈曲アクチュエータは、２枚の圧電セラミック板の間に位置付けられる２枚のアクティブ圧電セラミック板及び１枚のパッシブ板の積層を備えてもよい。パッシブ層は、たとえば、ＦＲ−４材料から作られるプリント回路基板（ＰＣＢ）を備えてもよい。ＰＣＢは、圧電セラミッククランプを駆動及び制御するための電子回路を有する制御装置を含んでもよい。圧電セラミック板は、はんだリフロープロセスによってＰＣＢに取り付けられてもよく、圧電セラミック板への電気的接続は、たとえば、ＰＣＢ上の１つまたは複数の銅パッドを介して行われてもよい。

電子回路を有する制御装置は、屈曲アクチュエータと電気通信してもよく、１つまたは複数の電気パルスまたは波形を発生させて、圧電アクチュエータに伝達するように構成される回路を一般に備えてもよい。１つの実施形態において、回路は、ハーフブリッジドライバチップ及び２つのＭＯＳＦＥＴトランジスタを含んでもよいハーフブリッジドライバから構成されてもよい。ハーフブリッジドライバは、入力信号を受信し、一対のＭＯＳＦＥＴトランジスタを順次「オン」及び「オフ」に駆動する切り替え出力を送信する。このように、当該ドライバにより低電圧入力信号は、圧電アクチュエータを駆動可能な高電力電気パルスに変換される。回路は、圧電アクチュエータへの入力電圧を昇圧するインダクタをさらに含んでもよい。インダクタのインダクタンス及び圧電アクチュエータの静電容量は、電気的共振時に、選択された周波数で動作するように調整されてもよい。ハーフブリッジドライバチップに送信される入力信号は、マイクロプロセッサまたは信号発生器ＩＣ（集積回路）により生成可能である。

ドライバの１つの実施形態において、トランジスタ及びマイクロプロセッサは、単一の集積回路上で製造されてもよい。このようなＩＣは、チップオンボード（ＣＯＢ）パッケージプロセスを利用してＰＣＢに直接取り付けられ、カプセル封入されてもよい。マイクロエレクトロニクスの分野では、ＣＯＢは、回路のサイズを減少させるために使用される。回路の入力電圧は、好ましくは、たとえば５ボルト未満、より好ましくは３ボルト未満、さらにより好ましくは１．５ボルト未満である。エネルギ源は、コンデンサ、電池等の電力供給源により供給されてもよく、これらは任意選択的に再充電可能であってもよい。上述したように、回路を「オン」及び「オフ」に順次駆動すると、流体流れは個々の液滴として１つまたは複数の孔から放出される。しかしながら、インダクタが追加され、回路の電気的共振で動作するように調整されると、電気出力は正弦波になり、流体は、個々の液滴にならずに視準を合わせた連続流れとして、または、個々の液滴の視準を合わせた不連続流れとして放出される。

装置から放出される液滴の体積は一般に、１つの変形例において、たとえば１００〜１０００ｐＬであってもよく、孔の寸法は通常、不連続な流れの液滴の場合、たとえば、１０〜１００ミクロンであってもよい。連続流れの流体の場合、流れ直径は、たとえば、０．０７０〜０．１３０ｍｍの孔の直径の範囲と類似の範囲であってもよく、総体積は継続期間によって決定される。さらにまた、さまざまな流体、組成物、及び／または治療薬は、アンプル内への封入及び１つまたは複数の孔を通した放出のために、本明細書に記載される装置及び方法で使用されてもよい。たとえば、米国特許公開第２０１２／００７０４６７号（目的に応じてその全体が参照により本明細書に組み込まれる）はさまざまな眼科組成物及び治療薬の例を記載しており、これらは本明細書に記載される装置及び方法で使用してもよい。

他の実施形態において、分注装置は、作動前に分注孔を眼球表面または結膜の領域に位置合わせするか、または、そこに向ける光学機構を含んでもよい。このような位置合わせにより、全用量が眼の表面に確実に到達する。近位及び遠位の開口を有する管状部材を含んでもよく、遠位開口は赤色ＬＥＤなどの可視光源の近傍に位置付けてもよく、管の近位開口は使用者の眼に近づけられる。管状部材は、液滴射出方向と平行でもよいが、所定のオフセット位置に配置されてもよい。分注装置の作動に先立って、使用者は治療すべき眼を管の近位開口に位置合わせし、その後、管の遠位端の光が視認可能になるまで装置の向きを操作してもよい。このように、治療すべき眼の光軸または瞳孔の中心に装置を位置合わせする。分注ノズルは、管の光軸に対して、所定の小さいオフセット位置に位置付けられてもよい。装置が作動すると、流体の流れが角膜または結膜組織の標的表面に到達し、眼の光軸からの上述したオフセット位置で流体を付着させる。

本明細書に記載される位置合わせまたは標的決定方法は、スクイーズボトルを含む任意の局所送達システムまたは点眼器において、ノズルを眼に位置合わせするために使用されてもよいことに注目すべきである。

光学管の長さは、たとえば、２０ｍｍ、３０ｍｍ、または４０ｍｍであり、一方、その内径は、たとえば、１〜５ｍｍである。任意選択的に、管の内面は、光学的に黒色の無反射被膜で被覆されてもよい。

たとえば、１〜１０μＬの典型的な体積が、標的上に眼を固定する時間、通常１秒未満、好ましくは、１つの変形例において２５０ミリ秒以内、または、別の変形例において４００〜６００ミリ秒以内に、眼に送達されてもよい。１つの実施形態において、分注装置は、１つまたは複数ではあるが通常、たとえば２０個未満の孔、好ましくは、たとえば１０個未満の孔、最も好ましくは単一の孔を備える。孔は位置合わせ管の光軸に対して所定のオフセット位置に位置付けられる。このオフセットにより、眼の光軸に対して、または、瞳孔の中心もしくは虹彩の中心に対して流体流れをどこに付着するかが決定される。通常、オフセットは、垂直もしくは水平方向のいずれかに、または垂直及び水平方向の両方に、瞳孔の中心からたとえば２〜２０ｍｍとしてもよい。

複数の孔が分注のために利用される他の変形例において、孔のそれぞれは、ミストを形成するのではなく、個々の流れのユニークさを保存するように構成されてもよい。そのため、孔寸法及び孔の間隔などの因子は、流体の個々の流れの形態を維持し、個々の流体流れの混合または合成を最小にするまたは抑制するように調整されてもよい。たとえば、比較的大きい寸法、たとえば、８０〜１００ミクロンの孔は、等しい体積の流体を送達する比較的短いパルス持続時間がどちらに対しても可能でもよい。さらにまた、このような寸法を有する孔は、そうでない場合、たとえば１０〜１２ミクロンのより小さい寸法の孔を塞ぐまたは詰まらせる、一般に、メチルセルロースもしくはカルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸誘導体、または他のヒドロゲルからなる、人工涙などの比較的高い粘性を有する流体の使用も可能にすることができる。

分注装置で使用されてもよい流体（複数可）は、たとえば、治療、流体が加えられる体の部位などに応じて、任意の数の薬剤を含むように変えてもよい。使用することができるさまざまな流体または薬剤の例は、たとえば、抗感染薬（抗生物質、抗ウイルス薬などを含むが、これらに限定されない）、抗炎症薬（ステロイド及び非ステロイド性抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）などを含むが、これらに限定されない）、抗アレルギー（抗ヒスタミン薬及び肥満細胞安定化薬などを含むが、これらに限定されない）、抗真菌薬、血管収縮薬、散瞳（瞳孔散大）薬、縮瞳薬（瞳孔収縮薬）、生物製剤（たとえば、蛋白質、改変蛋白質など）、小分子、麻酔薬、鎮痛薬、眼圧低下薬（プロスタグランジン類似体、ＲＯＫ阻害薬、β遮断薬、炭酸脱水酵素阻害薬、及びαアゴニストなどを含むが、これらに限定されない）、潤滑剤（生理食塩水、ポリマー溶液、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、炭水化物などを含むが、これらに限定されない）、ヨウ素誘導体など、及び／または、それらのさまざまな組合せを含んでもよい（しかし、これらに限定されない）。記載された装置とともに利用されてもよいさらなる薬剤及び薬は、それぞれが目的に応じて参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７／０３４４７１４号及び米国特許第９，０８７，１４５号でさらに詳細に開示されている任意の数の薬剤を含んでもよい。

分注機器の１つの変形例において、機器は一般に、分注される液体を含有し、第１の部分と第２の部分とを有するアンプルであって、第１の部分が１つまたは複数の孔を画定する、アンプルと、第１の部分を固定し、第１の方向に沿って第１の部分に一次振動をもたらし、それにより、第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、二次振動が第１の部分で引き起こされるように構成される圧電組立体とを備えてもよい。一次振動及び二次振動は、互いに同一平面上でもよく、１つまたは複数の孔は、二次振動が１つまたは複数の孔を通して液体の流れを分注するように、第２の方向に沿って整列してもよい。

別の変形例において、流体分注機器は一般に、近位部と遠位部とを有する流体リザーバを備えてもよく、近位部の側面は、１つまたは複数の孔を画定する。機器は、流体リザーバの近位部を保持するように寸法決めされる受入れチャンネルを画定するクランプ部材と、クランプ部材と振動伝達する圧電アクチュエータとをも含んでもよく、圧電アクチュエータの作動は、第１の方向に沿って近位部に一次振動をもたらすために、クランプ部材を変形させ、それにより、第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、二次振動が近位部で引き起こされる。一次振動及び二次振動は、互いに同一平面上でもよく、１つまたは複数の孔は、近位部内で引き起こされる二次振動が１つまたは複数の孔を通して流体を射出するために十分であるように、第２の方向に沿って整列してもよい。

流体を分注するための別の変形例において、方法は一般に、流体リザーバとの取り外し可能な係合のために構成される圧電組立体を提供することと、第１の方向に沿って流体リザーバの近位部に一次振動をもたらすことであって、それにより、第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、二次振動が近位部で引き起こされ、一次振動及び二次振動が、互いに同一平面上である、もたらすことと、近位部の側面に沿って画定される１つまたは複数の孔から流体を射出することとを含んでもよく、１つまたは複数の孔は、第２の方向に沿って整列する。

別の実施形態において、流体射出装置は一般に、選択された周波数で振動するように構成される少なくとも１つの圧電アクチュエータと、孔を通して流体を分注するように構成されるアンプルと、長手方向軸を画定し、細長部と取付部とを有する振動伝達構成要素とを備えてもよい。細長部は、取付部から移行すると、管腔を画定してもよく、少なくとも１つの圧電アクチュエータは、取付部に取り付けられてもよく、アンプルは、組立時に孔が長手方向軸と位置合わせされるように、細長部に取り外し可能に取付け可能である。

流体を放出するための１つの使用方法において、方法は一般に、アンプルによって画定された孔が長手方向軸と位置合わせされるように、長手方向軸を画定し、細長部と取付部とを有する振動伝達構成要素にアンプルを固定することと、振動が取付部から細長部を通してアンプルに伝達されるように、取付部に固定された少なくとも１つの圧電アクチュエータを作動させることと、アンプルから孔を通して流体を放出することとを含んでもよい。

アンプルの別の実施形態において、アンプルは一般に、円筒部分、及び、アンプル本体によって画定される体積と流体連通する孔を画定する開口へと細くなる先細部分を有するアンプル本体と、孔と流体連通する環状毛管路が外面と内面との間に形成されるような対応する方法でアンプル本体の内面に続く外面を有するインサートとを備えてもよい。

本発明の一般的性質ならびにその特徴及び利点のいくつかを要約したので、特定の好ましい実施形態及びその変形例は、以下の図面を参照した本明細書の詳細な説明から当業者に明らかになる。

Ａは、圧電クランプアクチュエータ及びアンプルの斜視分解図を示す。Ｂは、圧電クランプアクチュエータ、及びアクチュエータによって固定されたアンプルの斜視図を示す。 圧電クランプアクチュエータの端部断面図を示す。 Ａは、屈曲モードの圧電アクチュエータの端部断面図を示し、調和解析の結果としてクランプジョーを広げている。Ｂは、屈曲モードの圧電アクチュエータの端部断面図を示し、調和解析の結果としてクランプジョーを縮めている。 Ａは、成形同時充填成形プロセスを介して形成されるアンプルの斜視図を示す。Ｂは、成形同時充填成形プロセスによって形成されるアンプルの正面図を示す。Ｃ及びＤはそれぞれ、金型に含まれたインサートを示すアンプルの断面図及び側面図を示す。 Ｅは、分離した管状部材から部分的に形成されたアンプル孔の別の変形例の詳細正面図を示す。 Ａは、駆動回路を有する制御装置組立体も含む圧電クランプアクチュエータ内に固定されたアンプルの斜視図を示す。Ｂ及びＣは、アンプル及び圧電クランプアクチュエータを有する組立体の正面図及び側面図を示す。Ｄは、圧電クランプアクチュエータとプリント回路基板との間のインタフェースの詳細側面図を示す。 Ｅは、治療のために眼と位置合わせされた分注装置の側面図を示す。 Ａ及びＢは、部分管状構成要素を有するアクチュエータの代替的な実施形態の斜視図を示す。 Ａ及びＢは、アクチュエータの細長部及び取付部を逆にした詳細斜視図を示す。 Ａ及びＢは、アクチュエータの側面組立図及び斜視組立図を示す。 Ａ及びＢは、圧電アクチュエータ組立体を利用する分注装置の実施形態の代替の斜視図を示す。 Ａ及びＢは、バイモルフ圧電アクチュエータ及びアンプルホルダ構成要素の代替的な実施形態の斜視組立図及び分解組立図を示す。 Ｃ及びＤは、単一の圧電セラミック板を有する圧電アクチュエータの分解組立図及び斜視図を示す。 Ａ及びＢは、圧電アクチュエータ、アンプル、ならびにカップ及び代替的なアンプルホルダ構成要素の斜視図を示す。 Ａ及びＢは、アンプルの分解組立図及び断面図を示す。 分注組立体及びハウジングの分解組立図を示す。 分注組立体及びハウジングの斜視図を示す。 ハウジング、分注組立体、及びアンプルの分解組立図を示す。 ハウジング、分注組立体、及びアンプルの斜視図を示す。 治療のために眼と位置合わせされた分注装置の側面図を示す。 患者による使用時の分注装置の斜視図を示す。

本明細書に記載の本発明のさまざまな実施形態は、眼疾患を治療するために眼球表面へ薬物を送達する装置に関する。本明細書に記載のシステム及び方法では、液滴は高周波で分注されるが、前述したように電気信号入力に応じて、単一液滴形式または連続流れで分注される。液滴が生じると、それらは概して、約数百ピコリットル〜約１ナノリットルの範囲の極少体積を有する。一般に、このような体積の液滴、または連続的（もしくは、不連続的）に視準を合わせた単一流れは、瞬目反射を起こさない。

本明細書に記載される分注装置及びクランプアクチュエータは、２０１６年１月１１日に出願された米国特許出願第１４／９９２，９７５号（米国特許出願公開第２０１６／０１９９２２５号）、２０１６年４月８日に出願された米国特許出願第１５／０９４，８４９号（米国特許出願公開第２０１６／０２９６３６７号）でさらに詳細に記載される任意の実施形態、及び任意の組合せとともに利用されてもよく、それぞれは、目的に応じて全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。さらに、及び／または、あるいは、眼科治療のために眼の表面にまたは表面上に流体の液滴または流れを射出するための装置及び方法が説明されるが、装置及び方法は、任意の数の眼科以外の用途、たとえば、耳鼻科（たとえば、鼓膜）、内視鏡（たとえば、消化管）、婦人科（たとえば、頸部、子宮、生殖治療（卵管））、腹腔鏡検査（たとえば、体腔、腹部）、喉頭鏡（たとえば、のど、声帯）、気管支鏡（たとえば、気管支または他の肺組織）、泌尿器科（たとえば、膀胱、前立腺）、口腔（たとえば、扁桃、歯、咽頭）、神経外科（たとえば、頭蓋骨にあけられた穴を通して）、皮膚科（たとえば、局部の局所的化学療法または化学焼灼）で同様に利用されてもよい。

体腔に配置される装置（内視鏡、腹腔鏡、または喉頭鏡装置など）については、組立体は、剛性または可撓性／関節動作式軸に沿って存在してもよく、圧電アクチュエータ及びアンプルは体腔に入るように遠位に位置付けられ、電源は近位に位置付けられて体腔の外に残り、一方、電流は、圧電アクチュエータを作動させるために、器具の剛性軸もしくは可撓軸、またはフレキシブルアームを通って流れる。１つの実施形態において、アンプルは、光源及びカメラレンズの遠位面の隣に（たとえば、光が軸から生じ、カメラレンズが配置される場所に隣接して）存在する。あるいは、組立体は光源またはカメラを有さず、これらの要素は分離した器具上に設けられる。別の実施形態において、アンプル及び圧電アクチュエータは、軸の近位寸法上のままでもよく、それにより、孔から分注された流体は、軸を長手方向に通って流れ、軸の遠位端または先端部から出る。剛性または可撓性／関節動作式アームの長さは、用途に応じて長さ及び内径／直径が異なる（たとえば、腹腔鏡、内視鏡、及び消化器の用途では比較的長く、耳鼻科の用途では比較的短く、他はその中間である）。

分注装置は有利なことには、使い捨ての、取り外し可能な、または分離可能な薬剤または流体パッケージを利用してもよく、一方、その後のさらなる使用のために、圧電アクチュエータまたはトランスデューサを望ましくは保持し、それによって、さらなる操作のための圧電アクチュエータまたはトランスデューサの再利用により、経済的で
かつ費用効果が優れているアプローチを提供する。よって、説明されるいずれの実施形態においても、組立体は、分離されたまたは分離可能であり、使い捨てまたは再使用可能なアンプルとして実装されたアンプルとともに、再使用可能なアクチュエータ及び／またはハウジングを利用してもよい。あるいは、いずれの実施形態でも、アクチュエータ及び／またはハウジングはアンプルと一体化されてもよく、その場合、組立体全体を完全な使い捨て、または、再使用可能としてもよい。組立体のさまざまな構成要素は、任意選択的に、再使用可能または使い捨てでもよく、このような構成要素の実施態様は、限定を意図しない。

図１Ａ及び図１Ｂは、分注装置組立体（１０００）の１つの変形例の分解斜視図及び組立斜視図を示す。装置組立体（１０００）は一般に、圧電クランプアクチュエータ（１０１０）と、分離可能な使い捨ての流体充填アンプル（１０２０）とを備えてもよい。アンプル（１０２０）は、球状部またはリザーバ部を一般に備える第２の部分（１０２２）と、第２の部分（１０２２）から延在する首部または細長部を一般に備える第１の部分（１０２１）とを含む薄肉の熱可塑性パッケージを備えてもよい。第１の部分（１０２１）は、円形または卵形断面形状を有する円筒形状を有してもよい。他の断面形状、たとえば、三角形、正方形、五角形、六角形、八角形なども可能である。１つまたは複数の孔（１０２３）は、第１の部分（１０２１）の壁に位置付けられる。

圧電アクチュエータ組立体（１０１０）は一般に、第１の部分（１０２１）の周囲を少なくとも部分的に固定または係合するように構成されて、１つまたは複数の孔（１０２３）に隣接する圧電クランプアクチュエータ（１０１４）を備えてもよい。よって、クランプアクチュエータは、図１Ｂに示されるように、締まり嵌めなどの堅固な係合を介して、ジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）の間に画定される受入れチャンネル（１０１１）に第１の部分（１０２１）を支持及び係合するように設計された少なくとも２つの対向したジョー部材（１０１６Ａ）及び（１０１６Ｂ）を有してもよい。アンプルの第１の部分（１０２１）がアクチュエータ組立体（１０１０）のジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）の間に係合されると、組立体（１０１０）は、矢印（１０１４Ａ）及び（１０１４Ｂ）で示されるようにアンプルの壁に対して、クランプ方向に振動のサイクルを与えてもよい。アンプル第１の部分（１０２１）の振動は、第１の部分（１０２１）の断面を周期的に変形させてもよく、そのため、その部分は、たとえば、円形形状と楕円形状との間で振動し、第１の部分（１０２１）内に保持される流体の音圧のサイクルをもたらす。

示されるように、一次振動は、第１の部分（１０２１）に対して、第１の方向（１０３０）に沿ってジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）によってもたらされてもよく、それにより、第１の方向（１０３０）に垂直である第２の方向（１０３２）に沿って、二次振動が第１の部分（１０２１）で引き起こされる。これによって、一次振動及び二次振動は、１つまたは複数の孔（１０２３）から、第１の部分（１０２１）内に保持される流体（１０２４）を射出させてもよく、それにより、放出される流体（１０２４）は、たとえば、振動の周波数に応じて、個々の液滴の流れで、または、流体の連続流れとして射出されてもよい。放出された流体（１０２４）は、第１の部分（１０２１）に対する流体（１０２４）の初期角度が互いに対して垂直であるように、組立体（１０００）の長手方向軸に垂直である方向に、１つまたは複数の孔（１０２３）から射出されてもよい。あるいは、流体（１０２４）は、第１の部分（１０２１）に対してある所定の角度で放出されてもよい。さらに別の代替形態において、複数の流体流れは、同時にまたは連続して、それぞれが均一な角度または互いに異なる角度でもよい異なる孔から放出されてもよく、それは、たとえば、組立体（１０００）が患者の眼に対して制止位置に維持されているときに眼の異なる部位に流体流れを放出するためである。

一般に、ジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）の振動振幅は、たとえば、２ミクロンより小さくてもよい。流体が第１の部分（１０２１）から放出されると、第２の部分（１０２２）内に保持される流体は、使用中、第１の部分（１０２１）への流体の連続フローを提供してもよく、次いで、その流体は、連続的または不連続的な流体流れで、第１の部分（１０２１）から放出されてもよい。アンプル（１０２０）の第１の部分（１０２１）は、通常、いくつかの変形例では１０ニュートン未満、他の変形例では５ニュートン未満の比較的軽い力で圧電受入れチャンネル（１０１１）に挿入されてもよい。

ここで図２を参照すると、圧電アクチュエータ組立体（１０１０）、及び、受入れチャンネル（１０１１）内のジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）の間に保持された第１の部分（１０２１）の端部断面図が示されている。アクチュエータ組立体（１０１０）は、ジョー部材（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）が互いに対して同格に延在するベース板（１０１５）を有してもよい。この変形例において、第１の圧電セラミック板（１０１２）は、第２の圧電セラミック板（１０１３）に接着されてもよく、第２の圧電セラミック板（１０１３）は、ベース板（１０１５）に接着されてもよい。パッシブ層（１０１７）は、２枚の圧電セラミック板（１０１２）と（１０１３）との間に任意選択的に位置付けられてもよい。さらに、これらの２枚の板（１０１２）、（１０１３）は、各板が反対のポーリング方向に向けられるように、向かい合わせに互いに接着してもよい。板（１０１２）、（１０１３）の寸法及び構成は、互いに一致させてもよく、ならびに、ベース板（１０１５）の寸法及び構成にも同様に一致させてもよい。このような圧電積層は、各圧電セラミック板（１０１２）、（１０１３）が、互いに対して反対方向に伸長及び収縮するＢｉｍｏｒｐｈ Ｂｅｎｄｅｒとしても知られている。示される変形例は、矢印（１０１２Ｐ）で示されるように、第１の板（１０１２）が平面的に伸長するように構成され、同時に、矢印（１０１３Ｐ）で示されるように、第２の板（１０１３）が平面的に収縮するように構成され、そのため、圧電セラミック積層が振動して、結果として屈曲モードとなる方法を示す。ベース板（１０１５）は、高強度エポキシなどの構造用接着剤で、圧電セラミック積層に取り付けられてもよい。このように、圧電積層の屈曲により、クランプ部材（１０１４）は曲げられ、次に、クランプジョー（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）がアンプルの第１の部分（１０２１）の上に周期的にクランプ力を加え、その後、中に保持された流体は、結果として得られる二次振動（１０３２）によって孔から射出される。

図３Ａ及び３Ｂは、有限要素解析によって生成された調和解析の結果を示し、クランプジョー（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）及びアンプルの第１の部分（１０２１）の周波数応答を示している。少なくとも２２，０００Ｈｚの振動周波数で、クランプジョー（１０１６Ａ）、（１０１６Ｂ）は、圧電セラミック板（１０１２）、（１０１３）によって作動されて、示される方向（１０３０）に振動し、交互にアンプルの第１の部分（１０２１）を押し込み、円形断面を卵形または楕円形状にすることを図は示している。一般に、圧電組立体を作動させるとき、クランプジョーの動作周波数は、その共振周波数の近くでもよく、または、その共振周波数でもよい。説明のために、アンプルのたわみは、４０００倍に拡大されている。分析的な実際の測定は、１つまたは複数の孔（１０２３）の近くのアンプルの第１の部分（１０２１）の振幅は、たとえば、わずか約１ミクロンであることを示している。実際の測定は、レーザ振動計（Ｍｏｄｅｌ Ｐｏｌｙｔｅｃ Ｇｍｂｈ， Ｐｏｌｙｔｅｃ Ｐｌａｔｚ Ｄ−７６３３７ Ｗａｌｄｂｒｏｎｎ）で行われた。

アンプル（１０２０）の製造時、第１の部分（１０２１）及び第２の部分（１０２２）は、互いに取り付けられる分離した構成要素として構築されてもよい、または、それらは、単一の一体構造として構築されてもよい。それらは、１つの同じ材料、または異なる材料特性を有する２つの異なる材料から作られてもよい。たとえば、第１の部分（１０２１）は、比較的より剛性が高い材料から作られてもよく、一方、第２の部分は、比較的より柔軟性がある材料から作られる。第１の部分（１０２１）及び第２の部分（１０２２）は、さまざまな方法で互いに係合してもよい。たとえば、ルアーロック機構は、第１の部分（１０２１）及び第２の部分（１０２２）を接続するために使用されてもよい。別の実施例において、穿孔機構またはねじ込み機構が使用されてもよい。いくつかの機構では、第２の部分（１０２２）からの流体が、第１の部分（１０２１）に放出されてもよい。アンプル（１０２０）を製造するための１つの例が、図４Ａの斜視図に示されており、それは、金型に挿入されたノズル部材を含む成形同時充填成形プロセスを介して製造されてもよいアンプル（１０２０）を示している。ブロー成形工程は精度に限界があるので、分注孔などの小さい機能は、ブロー成形による製造が難しいことがある。よって、孔を含むインサート部材（１０４１）は、射出成形またはレーザドリル技術を使用して、別に製造されてもよい。次いで、インサート部材（１０４１）は、ブロー金型キャビティ内に置かれてもよく、ブロー成形プロセス中に、ブロー成形された部品によって捕らえられてもよい。

図４Ａ及び４Ｂは、ブロー成形プロセス後の、アンプル（１０４０）の最終形状の斜視図及び正面図を示す。図４Ｄは、ブロー成形されたアンプル（１０４０）の最終形状の側面図を示す。図４Ｃは、結果として得られるアンプルのブロー成形されたもの、及び、金型内に置かれて、ブロー成形されたアンプルによって捕らえられたインサート部材（１０４１）を示すアンプルの断面側面図を示す。インサート部材（１０４１）は、弁または通気孔などの他の機能を含んでもよい。ブロー成形されるアンプルは一般に、たとえば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などから作られてもよく、一方、インサート部材（１０４１）は、たとえば、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）アセタールホモポリマー樹脂、ポリプロピレンなどから作られてもよい。

１つまたは複数の孔（１０２３）の加工に関して、このような小径の孔（たとえば、１００ミクロン程度）の形成は、レーザ加工などの処理のときの熱可塑性材料の性質のために、比較的難しいことがある。１つの変形例は、孔をより高い正確さ及び精度で形成できるように、アンプル製造から分けられた孔を有する構造の形成を含んでもよい。このような構造は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）などの、幅広い温度にわたって安定しているポリイミド薄膜の使用を含んでもよい。他の好適なポリイミド材料は、たとえば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）及びＰＴＦＥの組成物、Ｎｙｌｏｎ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）などの合成ポリマーなどを含んでもよい。

図４Ｅを参照すると、いくつかの変形例では、第１の部分（１０２１）は、１つまたは複数の孔（１０２３）が設けられた、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）などのポリイミドから作られる薄肉の管状部材（１０４２）を含んでもよく、管状部材（１０４２）は、アンプルから分けて製造されて、次いで、比較的大きな開口を画定する第１の部分（１０２１）の外径上に固定、たとえば、プレス嵌めされてもよい。この開口は、孔（１０２３）を通した流体射出のために管状部材（１０４２）の内面との流体接触を可能にするために、管状部材（１０４２）で覆われてもよい。管状部材（１０４２）の熱安定特性のため、１つまたは複数の孔は、レーザマイクロ機械加工されてもよく、及び／または、ドリルで穴をあけてもよい。管状部材（１０４２）は、たとえば６ｍｍの内径、たとえば０．１ｍｍの管厚、たとえば０．０７０〜０．１３０ｍｍの出口開口を有する１つまたは複数の孔（１０２３）を有してもよい。１つまたは複数の孔（１０２３）は、効率的な流体射出を提供するために、任意選択的に先細でもよい。

複数の孔が分注のために利用される他の変形例において、孔のそれぞれは、ミストを形成するのではなく、個々の流れのユニークさを保存するように構成されてもよい。そのため、孔寸法及び孔の間隔などの因子は、流体の個々の流れの形態を維持し、個々の流体流れの混合または合成を最小にするまたは抑制するように調整されてもよい。たとえば、それぞれが比較的大きい寸法、たとえば、８０〜１００ミクロンを有する孔は、等しい体積の流体を送達する比較的短いパルス持続時間がどちらに対しても可能でもよい。さらにまた、このような寸法を有する孔は、そうでない場合、たとえば１０〜１２ミクロンのより小さい寸法の孔を塞ぐまたは詰まらせる、一般に、メチルセルロースもしくはカルボキシメチルセルロース、ヒアルロン酸誘導体、または他のヒドロゲルからなる、人工涙などの比較的高い粘性を有する流体の使用も可能にすることができる。

分注装置で使用されてもよい流体（複数可）は、たとえば、治療、流体が加えられる体の部位などに応じて、任意の数の薬剤を含むように変えてもよい。使用することができるさまざまな流体または薬剤の例は、たとえば、抗感染薬（抗生物質、抗ウイルス薬などを含むが、これらに限定されない）、抗炎症薬（ステロイド及び非ステロイド性抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）などを含むが、これらに限定されない）、抗アレルギー（抗ヒスタミン薬及び肥満細胞安定化薬などを含むが、これらに限定されない）、抗真菌薬、血管収縮薬、散瞳（瞳孔散大）薬、縮瞳薬（瞳孔収縮薬）、生物製剤（たとえば、蛋白質、改変蛋白質など）、小分子、麻酔薬、鎮痛薬、眼圧低下薬（プロスタグランジン類似体、ＲＯＫ阻害薬、β遮断薬、炭酸脱水酵素阻害薬、及びαアゴニストなどを含むが、これらに限定されない）、潤滑剤（生理食塩水、ポリマー溶液、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、炭水化物などを含むが、これらに限定されない）、ヨウ素誘導体など、及び／または、それらのさまざまな組合せを含んでもよい（しかし、これらに限定されない）。記載された装置とともに利用されてもよいさらなる薬剤及び薬は、それぞれが目的に応じて参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７／０３４４７１４号及び米国特許第９，０８７，１４５号でさらに詳細に開示されている任意の数の薬剤を含んでもよい。

アンプル（１０２０）及びアクチュエータ組立体（１０１０）を含む分注装置組立体（１０００）は、アクチュエータ組立体（１０１０）が位置付けられてもよいプラットフォームまたは基板を含んでもよい制御装置を介して制御されてもよい。図５Ａは、トランスデューサ組立体（１２００）を留める代替形態の斜視組立図を示し、アクチュエータ組立体（１０１０）は、第１の端部の回路部（１００５Ｃ）と、アクチュエータ組立体（１０１０）が取り付けられてもよい第２の端部の圧電取付部（１００５Ｐ）とを含むプリント回路基板（ＰＣＢ）（１００５）上に直接、取り付けられてもよい。よって、アンプル（１０２０）の第１の部分（１０２１）がクランプ組立体（１０１４）内に固定されるとき、構成要素は、ＰＣＢ（１００５）上に支持される組立体を形成してもよい。回路部（１００５Ｃ）のＰＣＢ（１００５）上に取り付けられた圧電ドライバ回路（１０５１）は、たとえば、プログラマブルプロセッサを備えてもよく、プログラマブルプロセッサはアクチュエータ組立体（１０１０）と電気通信し、アンプル（１０２０）内に含有される流体の作動及び射出を制御する。

先に説明したように、圧電クランプ（１０１４）は、第２の圧電セラミック板（１０１３）に接着された第１の圧電セラミック板（１０１２）を含んでもよく、第１の圧電セラミック板（１０１２）は、圧電取付部（１００５Ｐ）に沿ってＰＣＢ（１００５）に取り付けられてもよく、クランプ（１０１４）は、第２の圧電板（１０１３）の面に構造的に接着されてもよい。圧電セラミック板（１０１２）及び（１０１３）はどちらも、互いに対して位置合わせされてもよく、圧電セラミック板（１０１２）及び（１０１３）ならびにＰＣＢ（１００５）の組合せは、バイモルフベンダーとして知られており、屈曲モードで振動する積層を形成してもよく、それによって、本明細書で説明されたように、屈曲モードで振動するように電気的に構成されたクランプ（１０１４）上の発振器クランプ動作を引き起こし、その結果、流体（１０２４）の液滴または流れは、１つまたは複数の孔（１０２３）から射出される。

別の変形例において、第１の圧電セラミック板（１０１２）は、ＰＣＢ（１００５）の第１の面すなわち裏面上に取り付けられてもよく、第２の圧電セラミック板（１０１３）は、ＰＣＢ（１００５）の第２の面すなわち前面上に取り付けられてもよく、そのため、ＰＣＢ（１００５）は、それぞれの板（１０１２）、（１０１３）の間に挟み込まれる。前述のとおり、クランプ（１０１４）は第２の圧電セラミック板（１０１３）上に取り付けられてもよく、板（１０１２）、（１０１３）は、互いに対して位置合わせされたままでもよい。１つの変形例において、圧電セラミック板（１０１２）、（１０１３）は、すべての電子部品（１０５１）が組み立てられるはんだリフロープロセスの間に、ＰＣＢ（１００５）にはんだ付けされてもよい。この変形例において、図５Ｃ及び５Ｄの側面図及び詳細側面図に示されるように、ＰＣＢ（１００５）はパッシブ層として機能して、バイモルフベンダーを集合的に形成する。板（１０１２）、（１０１３）が互いに直接取り付けられて、次にＰＣＢ（１００５）に取り付けられる取付構成、または、ＰＣＢ（１００５）が板（１０１２）、（１０１３）の間に挟み込まれる取付構成のいずれかは、本明細書に説明されるアンプル（１０２０）、ＰＣＢ（１００５）、制御装置、及び／またはハウジングの変形例のどれとでも利用することができる。

ＰＣＢ（１００５）の圧電取付部（１００５Ｐ）は、１つまたは複数の切抜きによって、回路部（１００５Ｃ）から、少なくとも部分的に分離されてもよい。ここで図５Ｂの正面図を参照すると、切抜き（１０５２）、（１０５４）、（１０５３）、（１０５５）は、ＰＣＢ（１００５）の外縁から短手方向内向きに延在してもよく、圧電取付部（１００５Ｐ）の、たとえば、近位及び遠位に位置付けられるチャンネルまたはノッチを画定する。切抜き（１０５２）、（１０５４）、（１０５３）、（１０５５）は、圧電取付部（１００５Ｐ）から、ＰＣＢ（１００５）の残りの部分及び回路部（１００５Ｃ）への振動の伝達を、少なくとも部分的に分離、防止、または制限することができる。他の変形例において、切抜きの代わりに、他の振動吸収機構は、圧電取付部（１００５Ｐ）を振動的に分離するために使用されてもよい。電子機器は、電子機器から振動を分離するだけでなく、電子機器を流体、デブリなどから保護するためにも、装置の機械部分から封止及び／または分離されてもよい。

本明細書で説明されるように、流体射出装置は、全用量が眼の表面に到達することを保証するために、作動前に、１つまたは複数の孔を眼球表面または下結膜の領域に位置合わせするか、または、そこに向けることを支援する光学位置合わせ機構を含んでもよい。たとえば、図５Ｅは、患者の眼（１０６０）に対して位置付けられた例示的な位置合わせ機構（１０６４）を有するアクチュエータ組立体の側面図を示す。位置合わせ機構（１０６４）は、本明細書に記載される任意の変形例、または、アクチュエータ組立体とともに使用されてもよい任意の数の他の光学位置合わせ装置を含んでもよい。ハウジングは、単に明瞭さのために示されていない。

流体の射出前、使用者は、装置が治療すべき眼（１０６０）の光軸（１０６２）または瞳孔の中心に位置合わせされるように、治療すべき眼（１０６０）を位置合わせ機構（１０６４）と位置合わせしてもよい。光軸（１０６２）との適切な位置合わせは、事前設定オフセット位置（Ｄ）に応じて、示される光軸（１０６２）に対して、所定の小さいオフセット位置（Ｄ）、たとえば、４〜１２ｍｍの位置に１つまたは複数の孔（１０２３）を配置してもよい。装置が作動すると、流体（たとえば、液滴の連続流れまたは不連続流れ）の流れが眼（１０６０）の標的表面または結膜組織に到達し、上述した瞳孔からのオフセット位置（Ｄ）に流体を付着させる。

アクチュエータ（２０００）のさらに別の代替的な実施形態において、アンプルから流体を分注するために使い捨ての薬剤アンプル（２０１５）を振動するように構成されるトランスデューサ組立体は、図６Ａの分解斜視図に示される。組立体は、たとえば、眼の角膜表面または患者の身体の他の部位に流体を分注するために使用されてもよい。本実施形態は、たとえば、長方形断面に一般に構成されるトランスデューサ取付部（２００２）から遠位に延在する、たとえば、部分的に管状の構成要素として形成される細長部（２００１）を有する振動伝達構成要素を備えてもよい。２つの部分（２００１）及び（２００２）は、２つの間の先細または階段状移行部を形成してもよい接合部（２００３）を介して、互いに融合してもよい。

接合部（２００３）は、上述したように、取付部（２００２）から移行部まで径方向に突出してもよく、そして、細長部（２００１）を形成してもよく、細長部（２００１）は、長手方向軸（２００５）のまわりで長手方向にかつ対称的にさらに延在し、軸（２００５）に対して垂直に形成される扁平な境界面（２０１２）で終了する。組立体（２００１）、（２００２）、（２００３）全体は、アクリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアリールエーテルケトン（Ｐｅｅｋ）などの、好ましくは、たとえば３ＧＰａより大きい弾性係数を有する熱可塑性材料から形成されてもよい。組立体は、任意選択的に、金属からも形成されてもよい（たとえば、機械加工、鋳造など）。

トランスデューサ取付部（２００２）は、対称的に位置合わせされて、互いに対してかつトランスデューサ組立体（２０００）の長手方向軸（２００５）に対して平行である扁平な取付面（２００４Ａ）及び（２００４Ｂ）で形成されてもよい。圧電板（２００６Ａ）及び（２００６Ｂ）は、互いに類似にまたは全く同じに寸法決めされてもよく、互いに反対側に取り付けられる。取付部（２００２）は、使用時、組立体（２０００）の固定を容易にするために取付部（２００２）の一方側または両側から延在する１つまたは複数の取付突出部（２００７）をさらに含んでもよい。

トランスデューサ組立体（２０００）は、使い捨ての製品を比較的低いコストで任意選択的に提供することができる熱可塑性材料から作ることができるので、圧電板（２００６Ａ）及び（２００６Ｂ）の取付配置は有利である。米国特許第４，６５５，３９３号、米国特許第４，３５２，４５９号、及び米国特許出願公開第２０１０／４４４６０号に記載されるものなどの従来の長手方向のトランスデューサは、通常、アルミニウムまたはステンレス鋼などの金属から作られる。これらの参考文献のそれぞれは、本明細書に、全体として、そして、いかなる目的においても、参照することにより本明細書に組み込まれる。これらのトランスデューサは多くの場合、圧電板をトランスデューサ軸の端面に留めるクランプ機能を有する。すなわち、圧電板の平坦面はトランスデューサの軸に垂直であり、このような配置は、圧電板を固定するために、トランスデューサがクランプねじを組み込むことを可能にする。しかしながら、クランプ応力下の熱可塑性材料は、経時的にクリープを起こす傾向があり、結果的に、予荷重力は弛緩し、トランスデューサの機能は経時的に低下することが見出された。よって、板（２００６Ａ）及び（２００６Ｂ）と表面（２００４Ａ）及び（２００４Ｂ）との間のインタフェースにおける任意の不連続部が最小になる場合、圧電板（２００６Ａ）及び（２００６Ｂ）は、クランプ力を用いるのではなく接着剤を介して、それらのそれぞれの取付面（２００４Ａ）及び（２００４Ｂ）に簡単に接着されてもよい。プラスチックトランスデューサ組立体を使用する利点は、製造原価の大幅な減少であり、それは、プラスチックは、非常に安価に、任意の望ましい形状に成形することができ、板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）を留める必要性を完全に除去するためである。

示されるように、細長部（２００１）は均一な管厚を画定する管状部材を伸ばして、形成してもよい。細長部（２００１）は部分的に中空でもよく、取付部（２００２）及び接合部（２００３）から移行するにつれて管腔（２０１４）を画定してもよい。示される細長部（２００１）は管状部として形成されてもよいが、他の断面形状、たとえば、楕円形、八角形、六角形、五角形、長方形などが、同様に使用されてもよく、細長部（２００１）の長さは、たとえば、１〜１０ｃｍのいずれでもよい。しかしながら、細長部（２００１）が管状部材として形成されるとき、この断面形状は、圧電板（２００６Ａ）及び（２００６Ｂ）から、細長部（２００１）の長さを通して振動を伝達するために最適であることがある。

アンプル取付要素（２００８）は、細長部（２００１）の遠位端に取り付けられるように構成されてもよく、それにより、要素（２００８）の第１の近位側（２０１１）は、境界面（２０１２）に対して及び／または境界面（２０１２）上に接触し、要素（２００８）の第２の遠位側（２０１０）は、アンプル（２０１５）に対してインタフェースするために提示される。要素（２００８）は、アンプル（２０１５）との結合のためのアンプル係合機構（２００９）をさらに画定してもよい。１つの特定の実施形態において、要素（２００８）は、細長部（２００１）の端部に近位側（２０１１）を介して接続される杯形部材に形成されてもよい。杯形構成の内径は、たとえば、締まり嵌めまたは任意の他の固定機構を介して、細長部（２００１）の遠位端にわたって確実に係合してもよい。アンプル係合機構（２００９）は、本実施形態において、長手方向軸（２００５）と位置合わせされるねじ付き開口として形成されてもよい。

ここでアンプル（２０１５）を参照すると、アンプル（２０１５）の近位端は、アンプル（２０１５）の本体（２０１６）から近位に延在する係合ロッド（２０１７）として形成されてもよい。ロッド（２０１７）は、ねじが切られて、アンプル取付要素（２００８）のアンプル係合機構（２００９）との任意選択的な螺合を可能にしてもよい。これにより、取付要素（２００８）へのアンプル（２０１５）の確実な螺合、及び、たとえば、使用後にアンプル（２０１５）が空になったときの交換のための、組立体（２０００）からのアンプル（２０１５）の手早い取り外し及び交換を可能とすることができる。アンプルの他の実施形態は、ロッド（２０１７）ではなく他の取付機構、たとえば、摩擦嵌合い、磁気結合などを利用してもよい。

アンプル（２０１５）は、本体（２０１６）から、アンプル（２０１５）内に含有される流体または薬剤を組立体（２０００）の使用中に分注することができる開口（２０１９）を画定する遠位端まで細くなる遠位先細部（２０１８）をさらに含んでもよい。アンプル（２０１５）のリザーバ体積は、たとえば、０．２〜５ｍｌ、または、より好ましくは０．５〜１．５ｍｌのいずれかまで変えてもよいが、他の体積はそれに応じて寸法決めされてもよい。

図６Ｂは、部分的に組み立てられた組立体（２０００）の斜視図を示す。取付要素（２００８）は、細長部（２００１）の遠位端に取り付けられて示され、係合ロッド（２０１７）を受ける準備ができている。本実施形態では、分注孔（２０１９）が画定される扁平な遠位部分（２０２０）を有するアンプル（２０１５）が示されている。

図７Ａ及び７Ｂは、細長部（２００１）及び取付部（２００２）を逆にした詳細斜視図を示す。図７Ａは、明瞭さのために、組立体の透視図を示す。示されるように、細長部（２００１）は、細長部（２００１）の内部を少なくとも部分的に通って画定される管腔（２０１４）を有してもよく、それにより、内壁（２０３０）が中で画定され、細長部（２００１）の近位部分を通して、管腔（２０１４）より直径が小さい第２の管腔（２０３２）まで、円錐状領域（２０３１）に沿って狭くなるまたは先細りになる。この第２の管腔（２０３２）は、取付部（２００２）を通って延在してもよく、取付部（２００２）の近位端で画定される開口（２０３３）で終了する。この管腔は、漏れてもよく、組立体が振動しているときに管腔（２０１４）内で圧力差が高まることも防ぐ任意の流体の排水を提供するために、管腔（２０１４）へのチャンネルを提供してもよい。

使用中、組立体の側面図を示す図８Ａを参照すると、２枚の圧電板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）は、対称的に位置合わせされ、互いに対して平行であるように見られてもよい。板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）が同じ極性配向及び電気的接続を有するように構成されるので、２枚の板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）は、振動方向（２０４０）によって示されるように、板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）の間の位相ずれなしに、同時に、同じ方向に伸長及び収縮する。このように、板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）が、細長部（２００１）の長手方向の固有周波数に等しい周波数で、（本明細書に記載される）パルス発生器を介して振動するように作動するとき、板（２００６Ａ）、（２００６Ｂ）の下の取付部（２００２）で応力が生じる。この振動は、取付部（２００２）、接合部（２００３）を通して、細長部（２００１）に伝達される。結果として、応力は、音波の伝播原理に従って、細長部（２００１）の円筒壁を通って前後に伝播し、細長部（２００１）は、比較的高い振幅で振動し、振動方向（２０４１）によって示されるように、その長手方向軸（２００５）に沿って伸長及び収縮する。細長部（２００１）、取付部（２００２）、及び接合部（２００３）は、一体部品を形成するように単一の材料から製造されてもよいので、振動は、比較的妨げられずに装置を通して伝播することができる。

アンプル取付要素（２００８）が細長部（２００１）の遠位端に確実に取り付けられるので、要素（２００８）の表面は、細長部（２００１）と略同じ共振周波数で共振することを強いられてもよい。その固有周波数で、要素（２００８）の表面は、屈曲モードで振動してもよく、それにより、細長部（２００１）に対して要素（２００８）の変位動作を示す振動方向（２０４２）及び仮想線（２０４４）によって示されるような、その環状開口（２００９）の周囲の近くの振幅は、要素（２００８）にわたって最も高い。

有利なことには、アンプルは、ロッド（２０１７）を介して開口（２００９）に取り付けられてもよく、それにより、その最高振幅の振動（２０４２）が、アンプルの本体（２０１６）に伝達されて、結果としてアンプル本体（２０１６）の対応する振動（２０４３）になる。結果的に、アンプル（２０１５）内に含有される流体は、図８Ｂの斜視図に示されるように、患者の眼または患者の身体の他の部位を治療するために、アンプル本体（２０１６）から、孔（２０１９）を通して、流体の流れ（２０４５）に射出されてもよい。パルス発生器によって発生する周波数に応じて、流れ（２０４５）は、分注されるとき、同一線上に位置合わせされる個々の液滴の流れとして射出されてもよい。パルス発生器が閾値周波数より高い周波数を発生させる場合、流れ（２０４５）は、個々の液滴が流体の単一の連続流れに合体するように構成されてもよい。

図９Ａ及び９Ｂは、圧電アクチュエータ組立体（２０００）を利用する分注装置（２０５０）の実施形態の代替の斜視図を示す。組立体は、装置（２０５０）の遠位端で露出された環状開口（２００９）を有する装置ハウジング内に収容されてもよい。上述したように、アンプルロッド（２０１７）は、環状開口（２００９）を介して装置（２０５０）に挿入、またはその他の場合には取り付けられてもよい。アンプルが好適に取り付けられて着座すると、アンプル分注孔（２０１９）は、オフセット距離によって、光源（２０５２）の穿孔（２０５３）と位置合わせされる。本明細書で説明されるように、光源（２０５２）の穿孔（２０５３）は、眼の光学軸または瞳孔の中心と位置合わせされるが、分注孔（２０１９）は、眼の光学軸の下に所定の距離、たとえば、２〜２０ｍｍだけオフセットされる。よって、装置（２０５０）が、たとえば、１つまたは複数の制御部（２０５１）を操作することによって作動するとき、流体の分注された流れは、治療のために光学軸の下で眼の領域に到達するように射出されてもよい。

トランスデューサ組立体のさらに別の実施形態において、図１０Ａ及び１０Ｂは、上述した実施形態と同様に機能する圧電トランスデューサ（３０００）の斜視図及び分解斜視図を示す。トランスデューサ（３０００）は、分注する流体を含有するアンプル（３０３０）を保持及び収容してもよいアンプルホルダ（３０２０）を含むバイモルフアクチュエータ（３０１０）を備える。バイモルフアクチュエータ（３０１０）によって生成された超音波振動は、本明細書で説明されるように、アンプルホルダ（３０２０）に伝播し、次に、流体の音圧のサイクル、及び、アンプルの先端部の孔（３０３３）からの液滴（３０３２）の射出をもたらすその中のアンプルに伝播してもよい。

バイモルフアクチュエータ（３０１０）は、パッシブ板（３０１１）が、２枚の圧電セラミック板（３０１２）、（３０１３）の間に置かれ、パッシブ板のそれぞれ両側に１枚の圧電セラミック板があるように構成される、１枚のパッシブ板（３０１１）及び２枚のアクティブ圧電セラミック板（３０１２）、（３０１３）の積層を備えてもよい。パッシブ板の表面（３０１１Ａ）及び（３０１１Ｂ）は、それぞれ、１枚の圧電セラミック板（３０１２）の表面、及び、１枚の圧電セラミック板（３０１３）の表面に取り付けまたは接着されてもよく、一方、パッシブ板自体は、接合部インタフェース（３０２５）を介してアンプルホルダ（３０２０）からの片持板として延在する。圧電セラミック板（３０１２）、（３０１３）の振動は、以下でさらに説明されるように、その間で接続を介して、パッシブ板（３０１１）に、そして、アンプルホルダに伝達される。

１つの実施形態において、圧電セラミック板（３０１２）、（３０１３）はどちらも、パッシブ板へのそれらの取付けに対する矢印（３０１２Ｐ）、（３０１３Ｐ）で示される同じ圧電ポーリング方向、及び、圧電ポーリングに対する同じ電気的接続を有してもよく、それにより、２枚の圧電セラミック板が交流電圧信号を受信するとき、それに応じて、バイモルフアクチュエータ（３０１０）はその横方向寸法に沿って伸長及び収縮し、矢印（３０１１Ｌ）で示される横方向に振動振幅を生成する。横方向振動は、構造板とアンプルホルダ（３０２０）との間の取付けを介して、アンプルホルダ（３０２０）に伝達される。

上述した圧電セラミック板の構成と同様の本実施形態は、２枚の対称的に取り付けられた板の使用を示している。しかしながら、他の実施形態において、２枚より少ないまたは２枚より多い板を利用してもよい。さらに、板の他の変形例が、要望通り、異なる構成を有して使用されてもよいことは、この説明の範囲内である。

交流電気信号の周波数は、その横方向または長手方向のモードでの分注装置の共振周波数と略等しい。１つの実施形態において、バイモルフアクチュエータ（３０１０）の長さは、たとえば１５ｍｍでもよく、その幅は、たとえば１０ｍｍでもよい。パッシブ板は、アンプルホルダとの一体部品でもよく、圧電アクチュエータ（３０１０）の全長は、たとえば、３５ｍｍでもよく、アンプルホルダの直径は、たとえば、８〜１２ｍｍでもよい。圧電アクチュエータの共振周波数は、たとえば、２２．５ｋＨｚでもよい。パッシブ板（３０１１）は、片持板として垂直にアンプルホルダに対して延在してもよく、または、任意選択的に、パッシブ板は、アンプルホルダの長手方向軸（３０２６）に対してある角度をなして延在してもよい。

以下でさらに説明されるように、アンプル（３０３０）は、アンプルホルダ（３０２０）に対して容易に着脱可能である。図１０Ｂを参照すると、アンプル（３０３０）は、アンプル（３０３０）の本体から、分注孔の出口開口を画定する比較的小さい開口（３０３３）まで先細になるように、円錐形状（３０３２）に移行する円筒形状（３０３１）を有してもよいことが分かる。アンプル（３０３０）は、フランジ（３０３４）がアンプルホルダ（３０２０）の表面（３０２１）に対して保持されたときにアンプルホルダ（３０２０）からの超音波振動を受けるために、アンプルホルダ（３０２０）と係合するために使用される円筒体の端部にフランジ（３０３４）をさらに含んでもよい。このフランジ（３０３４）は、２つの間にインタフェースが形成されないことを保証するために、アンプル（３０３０）の本体と一体化されてもよいが、他の変形例では、フランジ（３０３４）は分離した構成要素として形成されて、アンプル（３０３０）本体に確実に取り付けられてもよい。

アンプル（３０３０）は、フランジ（３０３４）の表面から近い、通常、たとえば１〜４ｍｍの位置に、アンプル（３０３０）の周囲に配置される円環状の突起または隆起（３０３５）をさらに含んでもよい。突起（３０３５）は、アンプルホルダ（３０２０）の内部にアンプル（３０３０）を確実に保持するための固定点として使用されてもよい。これらの突起または隆起は、突起（３０３５）がアンプルホルダ（３０２０）内にアンプル（３０３０）を確実に保持する限り、任意の数の異なる構成で形づくられてもよく、さらに、任意の数のパターンで配置されてもよい。

アンプルホルダ（３０２０）は、端面（３０２１）と、アンプルの直径よりわずかに大きい直径を有する内部穿孔（３０２２）とを含む。内部穿孔は、たとえば、丸い円周隆起部のように形づくられてもよいその内径のまわりのハンプまたは制限機能（３０２３）を有してもよい。アンプル（３０３０）がアンプルホルダ（３０２０）に挿入されたとき、フランジ（３０３４）は、突起（３０３５）がハンプ（３０２３）と部分的に交わると、端面（３０２１）と係合してもよい。このように、アンプル（３０３０）は、アンプルホルダの端面に確実に留めることができ、したがって、超音波振動は効果的に伝達することができる。図１０Ａは、アンプル（３０３０）がアンプルホルダ（３０２０）内に保持されているときのアンプル（３０３０）の説明図を示す。一般に、アンプルホルダへのアンプル（３０３０）の挿入力は、たとえば、５Ｎ未満である。

図１０Ｃ及び１０Ｄは、単一の圧電板及び２枚のパッシブ板を有するアクチュエータを使用する代替的な圧電トランスデューサを示す。示されるように、アクチュエータ（３０１０）は、圧電セラミック板（３０１０）が２枚のパッシブ板（３０１１）、（３０１２）の間にあり、１枚のパッシブ板が圧電セラミック板の各側部上にあるように構成される、単一の圧電セラミック板（３０１０）及び２枚のパッシブ板（３０１１）、（３０１２）の積層を備えてもよい。圧電セラミック板（３０１０）の両側と接触するパッシブ板（３０１１）、（３０１２）の表面は、圧電セラミック板（３０１０）の表面に取付けまたは接着されてもよく、一方、２枚のパッシブ板（３０１１）、（３０１２）は、アンプルホルダ（３０２０）に構造的に接続される。圧電セラミック板（３０１０）の振動は、その間の接続を介して、パッシブ板（３０１１）、（３０１２）に、そして、アンプルホルダ（３０２０）に伝達される。１つの実施形態において、交流電気信号の周波数は、その横方向または長手方向のモードでの分注装置の共振周波数と略等しい。さらに、この変形例において、圧電セラミック板（３０１０）は、アンプルホルダ（３０２０）の長手方向軸に沿って取り付けられてもよく、その結果、２枚のパッシブ板（３０１１）、（３０１２）は、長手方向軸に対して対称に位置合わせされる。

示されるように、アクチュエータ（３０１０）は、１枚または２枚の圧電セラミック板と、１枚または２枚のパッシブ板とを含んでもよい。本実施形態において、パッシブ板は、熱可塑性エラストマ、たとえば、アクリルまたはＰＥＥＫから作られてもよい。エラストマは、約６０ＧＰａの弾性係数を有する圧電セラミック材料の弾性に対して、比較的小さい弾性係数、約３ＧＰａを有する。これは、その後、構造変形のサイクルを生み出すための、比較的薄い圧電板の使用を可能にする。より薄い圧電セラミック板は、比例して、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの昇圧回路を含む必要性を実質的に排除する、より小さい入力電圧を必要とする。よって、説明される熱可塑性材料から横方向長手方向のトランスデューサを作ることにより、電子回路及びその後の製品自体のコストが減少する。横方向または長手方向のトランスデューサ及びアンプルホルダは、熱可塑性材料から、たとえば、射出成形プロセスによって作られてもよく、熱可塑性材料は、たとえば４ＧＰａより小さい、より好ましくは、たとえば３〜４ＧＰａの弾性係数を有し、一方、圧電セラミック板の厚さは、たとえば１ｍｍより小さく、好ましくは、たとえば０．５ｍｍより小さくてもよい。

ここで図１１Ａを参照すると、アンプル（３０３０）は、保管中及び未使用の期間に、孔（３０３３）の開口を封じるカップまたはキャップ（３０４０）を含んでもよいことが分かる。カップまたはキャップ（３０４０）は、雄ねじ（３０３６）もしくは他の特徴と係合されるように構成されてもよく、または、アンプルホルダ（３０２０）を介して保持されてもよい。アンプル（３０３０）は、任意の向きに流体を分注してもよく、それによって、使用者（Ｐ）が自分の頭を都合よく位置付ける、たとえば、地面の方へ下向きに傾けることを可能にし、一方、分注装置（３０５０）は、図１８に示されるように、水平に対して角度（θ）で上向きに傾斜するなど、ある角度をなして傾けられる。この位置において、アンプルに保存される液体は、重力のために孔から離れて移動してもよい。しかしながら、本実施形態において、アンプル（３０２０）は、アンプル（３０２０）の向き及びその中の流体レベルに関係なく、孔に直接、流体を引き入れる毛細管機能を含んでもよい。

図１１Ｂは、矢印で示されるような、ホルダ（３０２０）の伸長に適合するために、ホルダ（３０２０）の側部に沿って溝またはチャンネルを画定してもよい、アンプルホルダ（３０２０）の別の変形例の斜視図を示す。アンプル（３０３０）がホルダ（３０２０）に対して挿入または除去されるとき、アンプル（３０３０）の固定また解放に対応する溝またはチャンネルの存在により、ホルダ（３０２０）の両側は径方向に伸長してもよい。

図１２Ａ及び１２Ｂは、アンプル組立体（４０００）の分解組立図及び断面側面図を示す。アンプル組立体（４０００）は、円筒体から、分注孔（３０３７）の出口を画定する狭い開口（３０３３）まで先細りする円錐形状（３０３２）に移行する中空の円筒体（３０３０）を備えることが分かる。アンプル（３０３０）は、アンプル（３０３０）の内部に置かれてもよいインサート（３０３０ｉ）をさらに含み、インサート（３０３０ｉ）の外面（３０３１ｉ）とアンプル（３０３０）の内面（３０３８）との間に隙間を形成する。インサート（３０３０ｉ）は、アンプル（３０３０）によって画定される内部の形状または体積に対応するが、インサート（３０３０ｉ）の本体が同様に円筒形でもよいようにわずかにより小さく、円錐状構成に先細りになる形状を有してもよい。図１２Ｂは、インサート（３０３０ｉ）がアンプル（３０３０）の内部に置かれたときのアンプル（３０３０）の断面図を示す。たとえば、通常０．３〜１ｍｍの隙間（３０３３ｉ）が、２つの表面の間に形成され、それにより、インサート（３０３０ｉ）外面は、対応するように、アンプル（３０３０）の内面に従うことが分かる。このように、安定したまたは均一な隙間が、示されるように、インサート（３０３０ｉ）の外面とアンプル（３０３０）の内面との間に、さらに、その両方の円錐部分の間に形成されてもよい。

この隙間（３０３３ｉ）は、アンプル（３０３０）から孔（３０３７）まで流体を引き入れる環状毛管路を作成する。インサート（３０３０ｉ）は、その周囲に１つまたは複数の開口（３０３４ｉ）を含んでもよく、それは、アンプル（３０３０）の中心から、開口（３０３４ｉ）を通して、環状細管隙間（３０３３ｉ）及び孔（３０３７）へ流体が流れることを可能にする。環状細管隙間（３０３３ｉ）の内面は、ＨＹＤＲＯＰＨＩＬＩＣ ＣＯＡＴＩＮＧ ＦＯＲＭＵＬＡ Ｂ（Ｃｏａｔｉｎｇ ２Ｇｏ， Ｃａｒｌｉｓｌｅ， ＭＡ）などの親水性コーティングで処理されてもよい。

よって、流体が隙間（３０３３ｉ）を通して毛管作用によって孔（３０３７）に直接引き入れられるので、ポンピング機構は必要ない。むしろ、毛管作用により、流体の孔への移動が、アンプル（３０３０）が使用者によって保持される向きに依存せず、さらに、アンプル（３０３０）内に含有される流体レベルに依存しない、すなわち、アンプル（３０３０）からの流体の分注が重力に依存しないことが保証される。従来の流体リザーバは通常、特に、流体レベルが孔に対して下がっているとき、たとえば、使用者が極端な角度で流体リザーバを保持しているとき、または、流体が不足しているとき、分注のために流体を引き入れるいくつかの能動的なポンピング機構を必要とする。

アンプル（３０３０）の向きまたはアンプル（３０３０）内に残っている流体の量にかかわらず、たとえば、流体が不足しているとき、アンプル（３０３０）とインサート（３０３３ｉ）との間で作成される毛管作用は、流体が孔（３０３７）に引き入れられることを保証する。

アンプル（３０３０）及びインサート（３０３０ｉ）は、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの熱可塑性ポリマー、及び、好ましくは、親水性ポリマーまたは親水性を有するように改良された表面を有するポリマーから作ることができる。インサート（３０３０ｉ）は、親水性多孔質ポリプロピレン（Ｐｏｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆａｉｒｂｕｒｎ、Ｇａ）から作られることができる。アンプルには、流体がアンプルから分注されるときの圧力の均等化を可能にする通気穴（３０３８）がさらに設けられてもよい。示されるように、アンプル（３０３０）には、装置が使用中でないときに孔（３０３３）の開口を閉じるカップまたはキャップ（３０４０）が設けられてもよい。カップまたはキャップ（３０４０）は、たとえば、螺合（３０３６）（３０４１）または他の係合機構によってアンプル本体に取り付けられてもよく、カップまたはキャップ（３０４０）の先細穴（３０４２）に対してアンプルの先細端部（３０３２）を封止する。

カップまたはキャップ（３０４０）がアンプル（３０３０）と完全に係合するとき、孔（３０３３）及び通気穴（３０３８）はどちらも封止される。通気穴（３０３８）の直径は、たとえば、０．１〜０．６ｍｍでもよく、それはアンプルからの流体の流出または漏出を防ぐために十分に小さい。円錐状部分（３０３６）の角度寸法（Ａｎｇ）は、たとえば、３０〜６０度でもよく、一方、アンプルの管厚（Ｔｈｋ）は、たとえば、０．３〜１ｍｍでもよい。アンプルの直径（Ｄ）は一般に、たとえば４〜１０ｍｍであり、一方、その長さ（Ｌ）は、アンプルに保存される望ましい液体体積に基づいて変えてもよく、液体体積は一般に、たとえば０．５〜３ｍＬである。アンプル組立体（３０００）は、無菌薬剤充填の後、アンプルを封止する端部カップ（３０３０ｃ）をさらに含んでもよい。

ここで、超音波トランスデューサ（３０２０）及びハウジング（３０５０）を含む流体射出装置（５０００）の分解図を示す図１３を参照する。ハウジング（３０５０）は、超音波トランスデューサ及びその電子回路、電池、さらに光学照準装置（３０５２）のためにエンクロージャを与える。超音波トランスデューサ（３０２０）には、ハウジング（３０５０）の内部の超音波ディスペンサを捕らえる延長部分または突起（３０２７）が設けられてもよい。ハウジング（３０５０）は、患者による保持、操作、または運搬に好適な任意の数の形状または寸法に構成されてもよい。たとえば、ハウジング（３０５０）は一般に、患者による使用に関してかなり直観的な装置を作るために、従来のスクイーズボトル点眼器の形状因子に似ているように構成されてもよい。ハウジング（３０５０）は、起動スイッチ（３０５１）及び照準機構（３０５２）をさらに含んでもよい。

図１４は、内部に挿入されたアンプルホルダ（３０２０）で組み立てられたハウジング（３０５０）付きの組立体（６０００）を示し、図１５は、別々のカップまたはキャップ（３０４０）の追加を示す分解図におけるアンプルホルダ（３０２０）ならびにアンプル（３０３０）を有するハウジング（３０５０）をさらに示す。図１６は、アンプル（３０３０）がアンプルホルダ（３０２０）に完全に挿入されたときのハウジング（３０５０）を示す流体射出装置の斜視図を示す。

いくつかの実施形態において、流体射出装置は、本明細書でさらに説明されるように、作動前に、分注孔を眼球表面または下結膜の領域に位置合わせするか、または、そこに向ける光学機器を含んでもよい。このような位置合わせにより、全用量が眼の表面に確実に到達する。ここで図１７を参照すると、分注装置が位置合わせ治具とともに部分断面図に示されている。１つの変形例において、位置合わせ機能は管状部材（３０８０）と光源（３０８１）とを備えることが分かる。管（３０８０）は、近位開口（３０８０Ａ）と遠位開口（３０８０Ｂ）とを有し、遠位開口は、ＬＥＤ（３０８１）、たとえば、赤色ＬＥＤなどの光源（３０８０）の近傍に位置付けられて、管の近位開口（３０８０Ａ）は、使用者の眼（３０８９）に近づけられる。管状部材（３０８０）は、液滴（３０３２）の液滴射出方向と平行であるが、所定のオフセット位置（Ｄ）に配置されてもよい。分注装置の作動に先立って、使用者は治療すべき眼を管の近位開口（３０８０Ａ）に位置合わせし、その後、管の遠位端のＬＥＤライト（３０８１）が視認可能になるまで、装置の向きを操作してもよい。このように、治療すべき眼の光軸または瞳孔の中心に装置を位置合わせする。

分注ノズル（３０３３）は、事前設定されたオフセット位置（Ｄ）に応じて、管の光軸（３０８４）に対して、所定の小さいオフセット位置（Ｄ）、たとえば、４〜１２ｍｍで位置付けられてもよい。装置が作動すると、流体（たとえば、液滴の連続流れまたは不連続流れ）の流れが眼の標的表面または結膜組織に到達し、上述した瞳孔からのオフセット位置に流体を付着させる。

光学管（３０８０）の長さは、たとえば、２０ｍｍ、３０ｍｍ、または４０ｍｍであり、一方、その内径は、たとえば、１〜５ｍｍである。管の内面は、光学的に黒色の無反射被膜で任意選択的に被覆されてもよい。

以上のように述べられ、開示された発明の応用は、記載された実施形態に限定されるものではなく、任意の数の他の応用及び用途を含んでもよい。本発明を実行するための、上述された方法及び装置の変更例、及び当業者にとっては明らかである、本発明の態様の変形例は、本開示の範囲内にあることが意図されている。さらに、実施例の間での態様のさまざまな組合せもまた、あり得るべきことと予測され、かつ、同様に、本開示の範囲内にあると考えられる。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／４４８，７９１号、２０１７年５月１日に出願された米国仮特許出願第６２／４９２，６２４号、２０１７年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／５２０，２７０号、２０１７年６月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／５２３，０７１号、及び、２０１７年７月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／５３４，０８３号の優先権の利益を主張し、それぞれは、全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。

Claims (90)

1. 分注される液体を含有し、第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分が前記第１の部分の側壁を通る１つまたは複数の孔を画定する、アンプルと、
   前記側壁に振動をもたらし、前記液体の流れが前記１つまたは複数の孔から分注されるように構成された圧電組立体と
   を備える、
   分注機器。
2. 前記圧電組立体が、前記第１の部分を固定し、前記側壁に振動をもたらすように構成されている、
   請求項１に記載の分注機器。
3. 前記側壁にもたらされる振動は、第１の方向に沿った前記第１の部分への一次振動を有し、二次振動が、前記第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、前記第１の部分で引き起こされる、
   請求項１に記載の分注機器。
4. 前記一次振動及び前記二次振動は、互いに同一平面上であり、
   前記１つまたは複数の孔は、前記二次振動が前記１つまたは複数の孔を通して前記液体の流れを分注するように、前記第２の方向に沿って整列している、
   請求項３に記載の分注機器。
5. 前記第１の部分は、円形または卵形断面形状を画定する、
   請求項１に記載の分注機器。
6. 前記圧電組立体は、容器エンクロージャの前記第１の部分を留めるように構成された振動構造を備える、
   請求項１に記載の分注機器。
7. 前記第１の部分が、締まり嵌めによってクランプに固定されている、
   請求項６に記載の分注機器。
8. 前記圧電組立体の動作周波数は、クランプの共振周波数に近い、または、前記クランプの共振周波数である、
   請求項６に記載の分注機器。
9. 前記第１の部分に対するクランプのクランプ力は、５Ｎ未満である、
   請求項６に記載の分注機器。
10. 前記圧電組立体は、屈曲モードで振動するように構成された屈曲トランスデューサを備える、
    請求項１に記載の分注機器。
11. 前記屈曲トランスデューサは、第１の圧電セラミック層と、第２の圧電セラミック層と、前記第１の圧電セラミック層と前記第２の圧電セラミック層との間のパッシブ層とを有するバイモルフアクチュエータを備える、
    請求項１０に記載の分注機器。
12. 前記パッシブ層は、プリント回路基板を備える、
    請求項１１に記載の分注機器。
13. 前記屈曲トランスデューサは、圧電セラミック層を有するユニモルフアクチュエータを備える、
    請求項１０に記載の分注機器。
14. 前記圧電組立体を駆動するようにプログラムされた電子回路をさらに備える、
    請求項１に記載の分注機器。
15. 前記振動の振幅は３００ｎｍより大きい、
    請求項１に記載の分注機器。
16. 前記液体は眼科薬を備える、
    請求項１に記載の分注機器。
17. 患者が、前記患者の眼の表面上の標的部位に前記１つまたは複数の孔を位置合わせすることを可能にする光学位置合わせシステムをさらに備える、
    請求項１に記載の分注機器。
18. 近位部と遠位部とを有し、前記近位部の側面が１つまたは複数の孔を画定する、流体リザーバと、
    前記流体リザーバの前記近位部を保持するように寸法決めされた受入れチャンネルを画定するクランプ部材と、
    前記クランプ部材と振動伝達する圧電アクチュエータと
    を備え、
    前記圧電アクチュエータの作動が、第１の方向に沿って前記近位部に一次振動をもたらすために、前記クランプ部材を変形させ、前記第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、二次振動が前記近位部で引き起こされ、
    前記一次振動及び前記二次振動は、互いに同一平面上であり、
    前記１つまたは複数の孔は、前記近位部内で引き起こされる前記二次振動が前記１つまたは複数の孔を通して流体を射出するために十分であるように、前記第２の方向に沿って整列している、
    流体分注機器。
19. 前記圧電アクチュエータは、
    前記クランプ部材と振動伝達し、第１のポーリング方向を有する、第１の圧電部材と、
    前記クランプ部材と振動伝達し、前記第１の圧電部材に対して位置合わせされており、前記第１のポーリング方向とは反対の第２のポーリング方向を有するように向けられている、第２の圧電部材と
    を備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
20. 作動するとき、前記第１の圧電部材及び前記第２の圧電部材は、前記クランプ部材の少なくとも２つの対向するジョー部材を変形させて、前記流体リザーバの前記近位部の周囲を周期的に留める、
    請求項１９に記載の流体分注機器。
21. 前記第１の圧電部材及び前記第２の圧電部材はそれぞれ、圧電セラミック板を備える、
    請求項１９に記載の流体分注機器。
22. 圧電ドライバ回路を有しているプリント回路基板をさらに備え、
    前記クランプ部材が、前記プリント回路基板に固定されている、
    請求項１９に記載の流体分注機器。
23. 前記第１の圧電部材が、前記プリント回路基板の第１の表面上に取り付けられており、
    前記第２の圧電部材が、前記第１の表面の反対である前記プリント回路基板の第２の表面上に取り付けられている、
    請求項２２に記載の流体分注機器。
24. 前記近位部が導管部分を備え、
    前記遠位部が球状部分を備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
25. 前記１つまたは複数の孔が、前記導管部分の壁に位置付けられている、
    請求項２４に記載の流体分注機器。
26. 前記クランプ部材は、ベース板と、前記ベース板から延在し、前記受入れチャンネルを形成する少なくとも２つの対向するジョー部材とを備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
27. 前記少なくとも２つの対向するジョー部材の変形振幅は、２ミクロンより小さい、
    請求項２６に記載の流体分注機器。
28. 前記少なくとも２つの対向するジョー部材の周波数特性は、少なくとも２２，０００Ｈｚである、
    請求項２６に記載の流体分注機器。
29. 前記少なくとも２つの対向するジョー部材は、締まり嵌めによって、前記流体リザーバの前記近位部と係合する、
    請求項２６に記載の流体分注機器。
30. 前記圧電アクチュエータの動作周波数は、前記クランプ部材の共振周波数に近い、または、前記クランプ部材の前記共振周波数である、
    請求項２６に記載の流体分注機器。
31. 流体が、単一の滴剤として、または、連続流れとして、前記１つまたは複数の孔を通して射出されるように、音圧を発生させる、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
32. 流体が、１ナノリットル未満の体積で、前記１つまたは複数の孔を通して射出されるように、音圧を発生させる、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
33. 前記流体分注機器が含まれるハウジングをさらに備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
34. 患者が、前記患者の眼の表面上の標的部位に前記１つまたは複数の孔を位置合わせすることを可能にする光学位置合わせシステムをさらに備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
35. 前記流体リザーバは、スクイーズボトルを備える、
    請求項１８に記載の流体分注機器。
36. 流体を分注する方法であって、
    第１の部分と第２の部分とを有する流体リザーバに結合された圧電組立体を提供することと、
    前記第１の部分の側壁上に振動をもたらすことと、
    液体の流れが分注されるように側壁に沿って画定された１つまたは複数の孔から前記流体を射出することと
    を含む、
    方法。
37. 振動をもたらすことは、
    第１の方向に沿って前記流体リザーバの前記第１の部分に一次振動をもたらすことを含み、
    二次振動が、前記第１の方向に垂直である第２の方向に沿って、前記第１の部分で引き起こされ、
    前記一次振動及び二次振動は、互いに同一平面上である、
    請求項３６に記載の方法。
38. 前記圧電組立体を提供することは、
    前記圧電組立体内に前記流体リザーバの前記第１の部分を固定することを含む、
    請求項３６に記載の方法。
39. 前記第１の部分を固定することは、
    締まり嵌めによって前記圧電組立体内に前記第１の部分を係合することを含む、
    請求項３８に記載の方法。
40. 前記第１の部分を固定することは、
    前記圧電組立体のクランプ部材内に前記第１の部分を位置付けることを含む、
    請求項３８に記載の方法。
41. 振動をもたらすことは、
    前記クランプ部材の共振周波数に近い、または、前記クランプ部材の共振周波数である、前記圧電組立体の動作周波数で前記クランプ部材を作動させることを含む、
    請求項４０に記載の方法。
42. 振動をもたらすことは、
    第１のポーリング方向を有する第１の圧電部材を作動させることと、
    前記第１のポーリング方向とは反対の第２のポーリング方向を有する第２の圧電部材を作動させることと
    を含む、
    請求項３６に記載の方法。
43. 前記流体リザーバの前記第１の部分を固定する固定機構を、作動するとき、前記固定機構が前記流体リザーバの前記第１の部分の周囲を周期的に留めるように、変形させることをさらに含む、
    請求項４１に記載の方法。
44. 変形させることは、
    前記固定機構に２ミクロン未満の変形振幅をもたらすことを含む、
    請求項４３に記載の方法。
45. 変形させることは、
    少なくとも２２，０００Ｈｚの周波数特性の変形振幅をもたらすことを含む、
    請求項４３に記載の方法。
46. 圧電ドライバ回路を有するプリント回路基板を介して前記圧電組立体の作動を制御することをさらに含む、
    請求項３６に記載の方法。
47. 前記流体リザーバは、
    前記第１の部分が導管部分を有し、前記第２の部分が球状部分を有するアンプルを備える、
    請求項３６に記載の方法。
48. 射出することは、
    単一の滴剤として、または、連続流れとして、前記１つまたは複数の孔を通して前記流体を射出することを含む、
    請求項３６に記載の方法。
49. 射出することは、
    １ナノリットル未満の体積を有する前記流体を射出することを含む、
    請求項３６に記載の方法。
50. 前記流体を射出する前に、前記１つまたは複数の孔を患者の眼の表面上の標的部位と位置合わせすることをさらに含む、
    請求項３６に記載の方法。
51. 選択された周波数で振動するように構成された少なくとも１つの圧電アクチュエータと、
    孔を通して流体を分注するように構成されたアンプルと、
    長手方向軸を画定し、細長部と取付部とを有する振動伝達構成要素と
    を備え、
    前記細長部は、前記取付部から移行する際に、管腔を画定し、
    前記少なくとも１つの圧電アクチュエータが、前記取付部に取り付けられ、
    前記アンプルは、組立時に前記孔が前記長手方向軸と位置合わせされるように、前記細長部に取り外し可能に取付け可能である、
    流体放出装置。
52. 前記圧電アクチュエータは、
    第１の圧電板と、
    前記取付部の両側にそれぞれ取り付けられた第２の圧電板と
    を備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
53. 前記第１の圧電板及び前記第２の圧電板はそれぞれ、前記振動伝達構成要素の共振周波数で作動可能である、
    請求項５２に記載の流体放出装置。
54. 前記第１の圧電板及び前記第２の圧電板がそれぞれ、前記長手方向軸と平行な前記取付部の伸縮を引き起こす振動モードをもたらすように構成されている、
    請求項５２に記載の流体放出装置。
55. 前記第１の圧電板及び前記第２の圧電板が、互いの間の位相のずれなく、同時に伸長及び収縮するような、類似した極性配向を有する、
    請求項５２に記載の流体放出装置。
56. 前記取付部は、対称的に位置合わせされており、互いに対してかつ前記長手方向軸に対して平行である対向する扁平な取付面を画定する、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
57. 前記細長部が、管状部として形成されている、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
58. 前記管状部は、均一な管厚を画定する、
    請求項５７に記載の流体放出装置。
59. 前記細長部は、１〜１０ｃｍの長さを有する、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
60. 前記アンプルは、約０．５〜３ミリリットルの容積を有する、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
61. 前記流体は、眼科組成物を備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
62. 前記アンプルは、その外壁と前記アンプルの内壁との間に環状間隙を形成するように構成されたインサートを備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
63. 前記環状間隙は０．３〜１ｍｍである、
    請求項６２に記載の流体放出装置。
64. 前記アンプルは、通気穴をさらに画定する、
    請求項６２に記載の流体放出装置。
65. 前記アンプルは、前記細長部に対する固定のためのフランジを備える、
    請求項６２に記載の流体放出装置。
66. 前記アンプルは、前記細長部との係合のために、前記アンプルの外面上に位置付けられた１つまたは複数の突起を備える、
    請求項６２に記載の流体放出装置。
67. 前記アンプルは、前記細長部の遠位端への結合のために、前記アンプルの本体から近位に延在する係合ロッドをさらに備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
68. 前記アンプルは、前記本体から前記孔まで細くなる遠位先細部をさらに備える、
    請求項６７に記載の流体放出装置。
69. 前記細長部の遠位端及び前記アンプルへの取付けのためのアンプル係合機構をさらに備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
70. 前記アンプル係合機構が、作動するとき、前記アンプルが前記アンプル係合機構の最大変位点に位置付けられるように、前記長手方向軸と位置合わせされている、
    請求項６９に記載の流体放出装置。
71. 前記振動伝達構成要素が、３ＧＰａより大きい弾性係数を有する熱可塑性材料から形成されている、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
72. 前記振動伝達構成要素の固有周波数と等しい周波数で前記圧電アクチュエータを作動させるように構成されたパルス発生器をさらに備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
73. 前記パルス発生器が、前記孔からの前記流体を流体の連続流れで分注するように構成されている、
    請求項７２に記載の流体放出装置。
74. 前記孔を眼の表面と位置合わせするための光学治具をさらに備え、
    前記光学治具は、前記孔に対して平行であってオフセットされた光源を備える、
    請求項５１に記載の流体放出装置。
75. 前記オフセットは、４〜１２ｍｍである、
    請求項７４に記載の流体放出装置。
76. 流体を放出する方法であって、
    アンプルによって画定された孔が長手方向軸と位置合わせされるように、前記長手方向軸を画定し、細長部と取付部とを有する振動伝達構成要素に前記アンプルを固定することと、
    振動が前記取付部から前記細長部を通して前記アンプルに伝達されるように、前記取付部に固定された少なくとも１つの圧電アクチュエータを作動させることと、
    前記アンプルから前記孔を通して流体を放出することと
    を含む、
    方法。
77. アンプルを固定することは、
    前記アンプルの本体から前記細長部の遠位端まで近位に延在する係合ロッドを取り外し可能に結合することを含む、
    請求項７６に記載の方法。
78. 少なくとも１つの圧電アクチュエータを作動させることは、
    前記取付部の両側に取り付けられた第１の圧電板及び第２の圧電板それぞれを振動させることを含む、
    請求項７６に記載の方法。
79. 少なくとも１つの圧電アクチュエータを作動させることは、
    前記振動伝達構成要素の長手方向の固有周波数と等しい周波数で前記振動伝達構成要素を振動させるためにパルス発生器を作動させることを含む、
    請求項７６に記載の方法。
80. 流体を放出することは、
    前記孔から前記流体を流体の連続流れで放出することを含む、
    請求項７６に記載の方法。
81. 流体を放出することは、
    眼科組成物を放出することを含む、
    請求項７６に記載の方法。
82. 光源を治療する眼の光学軸と位置合わせすること
    をさらに含み、
    前記光源が、前記孔とオフセットされて平行に位置合わせされる、
    請求項７６に記載の方法。
83. 流体を放出することは、
    前記孔と流体連通した環状間隙を通して毛管作用によって前記流体を引き入れることを含み、
    前記環状間隙が、中に位置付けられたインサートによって、前記アンプル内で形成されている、
    請求項７６に記載の方法。
84. 前記環状間隙は０．３〜１ｍｍである、
    請求項８３に記載の方法。
85. 円筒部分、及び、画定される体積と流体連通した孔を画定する開口へと細くなる先細部分を有するアンプル本体と、
    前記孔と流体連通した環状毛管路が外面と内面との間に形成されるような対応する方法で前記アンプル本体の前記内面に続く前記外面を有するインサートと
    を備える、
    流体リザーバ機器。
86. 前記アンプル本体は、通気穴をさらに画定する、
    請求項８５に記載の流体リザーバ機器。
87. 前記アンプル本体は、前記アンプル本体の外面から径方向に延在するフランジをさらに備える、
    請求項８５に記載の流体リザーバ機器。
88. 前記アンプル本体は、前記アンプル本体の外面から延在する１つまたは複数の突起をさらに備える、
    請求項８５に記載の流体リザーバ機器。
89. 前記インサートは、前記インサートの周囲に、１つまたは複数の開口を画定する、
    請求項８５に記載の流体リザーバ機器。
90. 前記アンプル本体の前記内面及び前記インサートの前記外面は、親水性コーティングを有する、
    請求項８５に記載の流体リザーバ機器。

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