JP2021531879A - 循環システム及び方法 - Google Patents

Abstract

動物に流体を送達するためのシステムが、本開示において提供される。システムは、ある量の流体を保持するためのリザーバー、送達出口、再循環ループ、及びリザーバーと送達出口との間を流体連通するバルブを含み、バルブは、リザーバーから流体を受け取るための入口、送達出口と流体連通する第１の出口、及びリザーバーへの戻り導管（ｒｅｔｕｒｎ ｃｏｎｄｕｉｔ）と流体連通する第２の出口を有する。システムは、第１及び第２のバルブ出口を開閉するための制御手段、並びに、流体をリザーバーからバルブに、及び、リザーバー戻り導管を通してリザーバーに注入するためのポンプをさらに含む。制御手段が第１の出口を開くと、流体はリザーバーから送達出口に流れる。制御手段が第２のバルブ出口を開くと、流体は戻り導管を通ってリザーバーに流れる。

Description

優先権
この出願は、２０１８年７月２５日に出願された米国仮特許出願シリアル番号第６２／７０３２４７号からの優先権を主張する。その内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。
この出願は、２０１９年７月１０日に出願され、オーシスト溶液を準備及び送達するシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＰＲＥＰＡＲＩＮＧ ＡＮＤ ＤＥＩＶＥＲＩＮＧ ＯＯＣＹＳＴ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ）と題される、ＰＣＴ国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１９／４１１７８を参照する。

細菌、ウイルス及び真菌の感染症並びに他の疾患は、しばしば、ワクチン接種又は対象への薬物の送達によって予防又は処理される。全ての動物、特に、哺乳類又は魚などの脊椎動物、及び、甲殻類などの無脊椎動物において、ワクチン、生物製剤、及び他の医薬品の送達は、疾患、死亡を予防するため、又は、全体的に良好な健康を維持するために、しばしば利用される。多くの家畜及び魚類のオペレーションでは、確実に全ての動物が効果的に処理されるようにすることが課題である。

いくつかのワクチン、生物製剤及び他の医薬品は、溶液中に微粒子を有する。特に、いくつかのワクチンは、溶液中に生きた培養物を有する。溶液中の粒子のサイズの変化は、送達中の均一性の欠如につながる粒子の沈降又は詰まりのために、送達に影響を及ぼし得る。粒子が溶液中に均一に懸濁されていない場合には、いくつかの対象は、より多くの又はより少ない粒子を受け取る可能性がある。

家禽産業に目を向けると、受精卵又はニワトリを医薬品で処理するいくつかの現在の方法がある。これらは以下を含む。
１）１８又はｌ９日目にｉｎ ｏｖｏ（卵内）で行われる孵化場における自動ワクチン接種；
２）孵化後に行われる孵化場における手動ワクチン接種；
３）飼育場の飼料又は水に添加されたワクチン接種／医薬品；及び
４）手動又は大量噴霧器のいずれかによって雛に噴霧されたワクチン接種／医薬品。

さらに、ワクチン及び他の物質を動物に送達するための新しいシステム及び方法が開発されている。システム及び方法は、動物に物質を自動的に送達するためのシステムを部分的に開示するＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０６１５４８に開示されており、その内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。システムは、それぞれの動物、特に１日齢の雛を分離するための一連のコンベヤーベルト及び他の移動プラットフォームなどを含む。雛が一列の状態（ｓｉｎｇｌｅ ｆｉｌｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）に分離されると、システムは、ワクチン、医薬品、生物製剤、サプリメント、又は他の物質の１以上の用量を個々の動物に送達することができる。システムは、眼、鼻腔、又は口（雛のくちばしが開いていれば）などの雛の顔の粘膜領域に物質を送達するためのノズルを含む。ノズルは、空気噴霧又は液圧式であってよい。

ワクチン、医薬品、生物製剤、又はサプリメントなどの物質は、しばしば溶液で送達される。ワクチン、医薬品、生物製剤、又はサプリメントの有効成分は、通常、より容易かつ効果的な送達のために、水、生理食塩水などの溶液中に希釈される。ワクチンの場合、オーシストを含む生きた培養物は、効果的な送達のために溶液中に懸濁される。そのようなタイプのオーシストワクチンの１つは、「オーシスト溶液を調製及び送達するシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｉｖｅｒｉｎｇ Ｏｏｃｙｓｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）」と題されたＰＣＴ／ＵＳ１９／４１１７８に詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

いくつかの状況では、有効成分を効果的に均一に送達するために、有効成分を溶液中に懸濁させておく必要があることから、溶液の送達にノズルを使用することに困難が生じる可能性がある。生きた培養物は、不均一な送達につながるために、リザーバー（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ）、タンク、ワクチンバッグ、ワクチンライン、ノズル又は他の容器の底に沈降させておくことができない。不均一なワクチン接種は、一部の動物が高い用量の有効成分を摂取する一方で、他の動物が接種しない場合に起こる。

過去において、ノズル又は噴霧ヘッド（ｓｐｒａｙ ｈｅａｄｓ）は、不均一な送達を防止するためにプライミング（ｐｒｉｍｅｄ）されてきた。しかしながら、この方法は、物質を無駄にするか、又は、システムオペレーターが噴霧ヘッドをプライミングすることを忘れた場合には、しばしば効果がない。これが起こると、多くの動物は有効ワクチン粒子を受け取らない。これは、これらの鳥が成長している間に病原体に曝露された時に、低いパフォーマンス及びアウトブレイクを引き起こす。さらに、ノズルのプライミングによって無駄にされるワクチンの量に、孵化場は毎年かなりの金額が必要となる。

本明細書に記載された実施形態は、プロセスの中断があるたびに噴霧ヘッドがプライミングを必要とするわけではない、動物に物質を送達するためのシステム及び方法を提供する。このシステムは、システムが作動又は休止している間、物質を溶液中に懸濁したままにすることができる。

概要
本明細書に記載された実施形態は、動物に流体を送達するためのシステム及び方法に関する。システムには、ある量の流体を保持するためのリザーバー、送達出口、及び再循環ループ（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｌｏｏｐ）を有する。システムは、リザーバーと送達出口との間を流体連通するバルブも含み、バルブは、リザーバーから流体を受け取るための入口、送達出口と流体連通する第１の出口、及び再循環ループ内で流体連通する第２の出口を有する。システムは、バルブ出口の位置を制御するための制御手段と、リザーバーからバルブへ流体を注入するためのリザーバーポンプと、再循環ループ内に流体を注入するための再循環ポンプとをさらに含む。制御手段がバルブ出口を第１の出口に向けて開けると、流体はリザーバーから送達出口に流れ、制御手段が第１の出口を閉じ、バルブ出口を第２の出口に向けて開けると、流体は再循環ループ内を流れる。

図面の説明
このように本開示の様々な実施形態を一般的な用語で説明したので、次に、添付の図面を参照する。図面は、縮尺とおりに描かれておらず、システムの全ての構成要素を含むわけではない。

図１は、第１の実施形態のシステムの概略図である。 図２Ａは、送達モードにおける第１の実施形態のノズル及びバルブの一部の断面図である。 図２Ｂは、再循環モードにおける第１の実施形態のノズル及びバルブの断面図である。 図３は、第２の実施形態のシステムの概略図である。

詳細な説明
本開示は、動物に流体を送達するためのシステム及び方法に関する。本開示の様々な側面は、開示の全てではないが、いくつかの側面が示される添付の図面を参照して、以下により十分に説明される。実際、この開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載された側面に限定されると解釈されるべきではない。

一実施形態は、殻から分離された後、孵化場から出発する前における、ニワトリの孵化したての幼鳥への物質の送達に関する。さらに、雛に関する本開示の側面による方法及びシステムは、ニワトリ、シチメンチョウ、アヒル、ガチョウ、ウズラ、キジ、ダチョウ、外来の鳥などを含むが、これらに限定されない任意のタイプの家禽に使用することができる。

本実施形態のシステム及び方法は、動物への流体の送達に関連して使用される。本実施形態では、システムは、１日齢の雛の粘膜（目、鼻腔、又は口）に流体を噴霧するために使用される。これは、雛を単独で分離し、噴霧ヘッドの前に配置することによって達成され、以下で説明する第１の実施形態の一部である。流体は噴霧ヘッドを通して、１日齢の雛の顔の粘膜に送達される。

図１は、第１の実施形態１０のシステム全体の簡略化された概略図を示す。システムは、流体１４で満たされたリザーバー１２を含む。流体１４は、溶液に希釈されたワクチン、医薬品、生物製剤、又はサプリメントであってよい。希釈剤は、水、生理食塩水などであってよい。

リザーバー１２は、使用前に流体１４が注がれる流体入口又は開口部１６を含む。流体入口は、使用中にリザーバー１２にしっかりと固定されるキャップ又はカバー１８を有する。リザーバー１２は、加圧空気入口６０も有する。加圧空気入口６０は、第１の加圧空気導管２２によって加圧空気供給部２０に接続されている。第１の圧力レギュレーター２４は、第１の加圧空気導管２２沿いに配置され、第１の加圧導管の途中で圧力を制御する。

リザーバー１２は、流体出口２６をさらに含む。流体出口２６は、第１の流体導管２８に接続されている。第１の流体導管２８は、再循環ポンプ３２上の再循環ポンプ入口３０に接続している。再循環ポンプ３２は、ポンプ流体出口３４を有する。ポンプ流体出口３４は、第２の流体導管３６に接続されている。第２の流体導管３６は、バルブ流体入口３８に接続している。バルブ流体入口３８は、三方バルブ４０に取り付けられている。バルブ４０は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、流体入口５６、及び２つの出口、つまり、バイパスポート４６及び出口ポート４４を有する。バイパスポート４６は、以下でより詳細に説明されるバイパス機能が作動したときに、バルブ４０から流体を受け取るバイパス出口４２と流体連通している。バルブ４０の出口の位置は、図示されていないＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラー（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ））によって電子的に制御される。

バイパス出口４２は、図１に示すように、バイパス導管４５と流体連通している。バイパス導管４５は、バイパス入口４７と流体連通している。バイパス入口４７は、バイパス導管４５のための流体開口部をリザーバー１２に提供する。

バルブ４０は、２つの位置のうちの１つ、つまり、図２Ａに示されるような噴霧位置、又は、図２Ｂに示されるような再循環位置のいずれかにあり得ることに留意すべきである。噴霧位置は、出口ポート４４が開かれ、バイパスポート４６が閉じられた場合である。再循環位置は、バイパスポート４６が開かれ、出口ポート４４が閉じられた場合である。

バルブの出口ポート４４は、図１に示されるように、送達ノズル噴霧ヘッド５４を有する送達ノズル５０に接続するノズル出口導管４８に接続されている。空気噴霧ノズルの構成では、ノズル噴霧ヘッド５４は、加圧空気源５２にも接続されている。加圧空気源からの加圧空気は、噴霧ヘッド５４を出る流体と混ざり、動物に送達するための霧状噴霧プロファイルを作成する。これについては、以下でより詳細に説明する。

使用において、加圧空気供給部２０は、加圧空気入口６０を経由してリザーバー１２に導入される。希釈剤に懸濁されたワクチン、医薬品、生物製剤又はサプリメントの溶液であり、流体１４は、リザーバー１２に保持される。加圧空気供給部２０が作動すると、流体１４は、流体出口２６によって、第１の流体導管２８に沿ってリザーバーから再循環ポンプ入口３０内に出る。再循環ポンプ３２は、ポンプから流体１４を、ポンプ流体出口３４を経由して、第２の流体導管３６を通して、バルブ流体入口３８内に移動させる。

動物への流体の送達のための使用中、動物はノズル噴霧ヘッド５０に近接して配置される。そのとき、バルブコントローラー４６は出口ポート４４を開き、この動作は同時にバイパスポート４２を閉じさせる。これにより、図２Ａに示すように、流体１４が、出口ポート４４を通って、ノズル出口導管４８を通って、ノズル噴霧ヘッド５０内に流れ込む。ノズル噴霧ヘッド５０において、流体１４は、加圧空気源５２からの加圧空気と混合される。これにより、流体１４が霧状にされ、霧状にされた流体１４が近くの１日齢の雛の粘膜に噴霧される。

第１の実施形態１０が、動物に流体を送達するために使用されていない場合、バルブコントローラー４６は出口ポート４４を閉じ、それは同時にバイパスポート４２を開かせる。これは、出口ポート５６、バイパスポート４２、バイパス導管４５、及びバイパス入口４７を経由して、バルブ４０からリザーバー１２に戻る流体１４の流れをもたらす。したがって、再循環は、流体１４を均一な懸濁液として維持し、ワクチン成分の沈降を防ぐ。流体１４は、動物に送達される必要があるまで、この様式で再循環し続ける。その時、バルブ４０は、上述したように方向を変えられて、流体１４をノズル噴霧ヘッド５４を介して動物に送達する。

粘膜への噴霧適用によって雛に与えられるワクチン又は他の物質の種類には、これらに限定されないが、ニューカッスル病及び感染性気管支炎ウイルスなどのウイルス、大腸菌、サルモネラ及びカンピロバクターなどの細菌、並びにコクシジウムなどの寄生虫に対するワクチンを含むことが予想される。

第２の実施形態６０を図３に示す。第２の実施形態６０は、いくつかの点で、リザーバー１２及びその中に懸濁された粒子を含む流体１４を有する第１の実施形態１０と類似している。リザーバー１２は、流体出口２６及び第１の導管２８を介してポンプ３２と流体連通している。ポンプ流体出口３４は、バイパス導管４５及びバイパス入口４７に接続している。さらに、ポンプ出口３４は、送達ノズル噴霧ヘッド５４を有する送達ノズル５０と流体連通しているバルブ６２に接続している。送達ノズルは、第１の実施形態１０に関して上述したように動作及び制御される。

使用において、リザーバー１２内の流体１４は、ポンプ３２を介してポンプ出口３４を通して移動させられ、バイパス導管４５を介してバイパス入口４７を通してリザーバーに戻される。バルブ６２が作動すると、流体１４は、同時にバルブを通してノズル５０の中及びノズル噴霧ヘッド５４の外に移動させられる。流体１４は、加圧空気源５２と混ざり、霧状になり、動物の顔の粘膜領域に向けられる噴霧プロファイルを作成する。

再循環ポンプがワクチン溶液の懸濁液中に粒子を維持するかどうかを確認するために試験を行った。溶液中のワクチンは、少なくとも３種のオーシストを有するＥｉｍｅｒｉａワクチンであった。これらにはＥ．ｍａｘｉｍａ、Ｅ．ｔｅｎｅｌｌａ及びＥ．ａｃｅｒｖｕｌｉｎａが含まれた。ノズルを１０分間静止させた後、溶液を所定の表面に噴霧した。ワクチン数の変化は、ノズルによって送達された３つの異なる種のオーシストを経時的に計数することによって検出した。Ｂ１はノズル１を示し、Ｂ２はノズル２を示す。それぞれの噴霧を計数し、各サンプルについてそれぞれの種の数を計算した。１０分間の中断の前後の計数では、計数の偏差は１５％未満であった。結果を以下の表１に示す。これは少ないサンプル数での計数の標準誤差に近く、ノズルへの再循環ループが沈降の問題を解決することを示した。以前、再循環の機能がない送達の研究では、１０分の中断後にオーシスト数の大きな減少が検出された。

本明細書における実施形態は、ヒトを含む他の動物及び哺乳動物の粘膜への物質の自動送達に適用され得ることも予想される。特に、乳児又は小児、あるいは障害者の顔面粘膜への物質の自動送達に適したある特定の用途があり得る。さらに、本明細書に記載された自動送達システムは、家畜、コンパニオンアニマル、げっ歯類、及び商業的に飼育されている他の動物などの他の動物に適用できる。

本明細書に記載された本開示の多くの修正及び他の側面は、前述の説明及び関連する図面に提示される教示の利益を有する、本開示が関係する当業者に想起されることが期待される。したがって、本開示は、開示された特定の側面に限定されることを意図しておらず、修正及び他の側面は、添付の特許請求の範囲に含まれることを意図していることが理解されるべきである。本明細書では特定の用語を使用するが、それらは一般的かつ記述的な意味でのみ使用され、限定の目的では使用されない。

Claims (20)

1. ある量の流体を有するリザーバー；
   送達出口；
   前記リザーバーと前記送達出口との間を流体連通するバルブであって、前記リザーバーから流体を受け取るための入口、前記送達出口と流体連通する第１の出口、及びリザーバー戻り導管によって前記リザーバーと流体連通する第２の出口を有するバルブ；
   前記第１及び第２のバルブ出口を開閉するための制御手段；及び
   流体を前記リザーバーから前記バルブに、かつ、前記バルブから前記リザーバー戻り導管を通して前記リザーバーに、連続的に注入するためのポンプ
   を含み、
   これにより、前記制御手段が前記第１のバルブ出口を開き、前記第２のバルブ出口を閉じると、流体が前記リザーバーから前記送達出口に流れ、前記制御手段が前記第１のバルブ出口を閉じ、前記第２のバルブ出口を開くと、流体が前記リザーバー戻り導管を通って前記リザーバーに流れる、
   動物に流体を送達するためのシステム。
2. 前記送達出口が、ノズルである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ノズルが、空気霧状噴霧ノズル又は液圧噴霧ノズルのいずれかである、請求項２に記載のシステム。
4. 前記送達出口が、インジェクターである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記インジェクターが、無針である、請求項４に記載のシステム。
6. 前記制御手段が、前記バルブと連絡するコンピュータ制御システムを含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記リザーバー戻り導管内の流速が、毎分約６０ミリリットルである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記流体リザーバー及び前記ポンプと連通する圧力源をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記圧力源が、約１５ｐｓｉである、請求項８に記載のシステム。
10. 前記流体が、ワクチン、生物製剤、医薬品、又はサプリメントである、請求項１に記載のシステム。
11. 前記動物がニワトリである、請求項１に記載のシステム。
12. ある量の流体を有するリザーバー；
    送達出口；
    前記リザーバーと、前記送達出口と流体連通する第１の出口及びリザーバー戻り導管と流体連通する第２の出口である、２つの出口との間を流体連通する三方バルブであって、前記第１の出口が開かれ、前記第２の出口が閉じられて、前記リザーバーから前記送達出口への流体の流れが可能になる第１の位置と、前記第２の出口が開かれ、前記第１の出口が閉じられて、前記リザーバー戻り導管を通して流体の流れが可能になる第２の位置と、前記第１の出口及び前記第２の出口が閉じられている第３の位置とを有するバルブ；
    前記バルブの位置を制御する制御手段；及び
    流体を、前記リザーバーから前記リザーバー戻り導管を通して前記バルブへ、かつ、前記リザーバーへ戻して、連続的に注入すこと
    を含む、物質を動物に送達するためのシステム。
13. 前記送達出口が、ノズルである、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ノズルが、空気霧状噴霧ノズル又は液圧噴霧ノズルのいずれかである、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記送達出口が、インジェクターである、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記インジェクターが、無針である、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記流体リザーバー及び前記再循環ポンプと連通する圧力源をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
18. 前記圧力源が、約１５ｐｓｉである、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記流体が、ワクチン、生物製剤、医薬品、又はサプリメントである、請求項１２に記載のシステム。
20. ある量の流体を有するリザーバーを提供すること；
    送達出口を提供すること；
    前記リザーバーと前記送達出口との間を流体連通するバルブであって、前記リザーバーから流体を受け取るための入口、前記送達出口と流体連通する第１の出口、及びリザーバー戻り導管と流体連通する第２の出口を有し、前記リザーバー戻り導管が前記リザーバーと流体連通するバルブを提供すること；及び
    流体を前記リザーバーから前記バルブに連続的に注入すること
    を含み、
    それにより、前記第１のバルブ出口が開くと、前記第２のバルブ出口が閉じ、流体が前記リザーバーから前記第１のバルブ出口を通って前記送達出口に流れ、かつ、前記第１のバルブ出口が閉じると、前記第２のバルブ出口が開き、流体が前記リザーバーから前記リザーバー戻り導管を通って前記リザーバーに戻って流れる、
    動物に流体を送達する方法。
    

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