JP6537982B2 - 表面弾性波生成を用いた霧化装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して、液体霧化装置、特に、表面弾性波（ＳＡＷ）を用いて液体を霧化する装置を対象とする。本発明は、その医療用途の使用に関して説明されるものの、本発明はこの用途に限定されず、他の用途も想定されることが理解される。

吸入療法は、医薬品または他の物質を患者の肺に送出するために用いられる。吸入療法を有効にするためには、送出されるべき物質を含む液体を霧化して、患者の肺内に小滴が容易に吸入され沈着することを可能にするサイズの液体小滴を生成する必要がある。小滴は、深い肺沈着のためには５μｍ未満、より高い気道内の沈着が必要である場合はより大きなサイズとする必要がある。

液体の霧化に表面弾性波（ＳＡＷ）伝播を用いる霧化装置を、吸入療法のために使用することが検討されている。これらの装置は携帯型であり、かつ霧化速度および小滴サイズをより制御可能にする設計を潜在的に提供できるためである。これらの装置は、典型的には、上部作動面を有する圧電基板と、上部作動面に位置するインターデジタルトランスデューサとを含む。インターデジタルトランスデューサに対するＲＦ電力の印加は、上部作動面における表面弾性波の生成をもたらす。霧化されるべき液体は、上部作動面に供給される。ＳＡＷの表面振動の振幅は、およそ１ｎｍにすぎない一方、ＳＡＷは、典型的には１０ＭＨｚを超える周波数により駆動される。これは、１０^７ｍ／ｓ^２もの加速をもたらし、ＳＡＷが作動面に支持される液体にぶつかる際に、強い液体の活性化を導く。加速は、液体内の毛管粘性応力を克服し、かつ液体内に生成される毛管波を、ミクロンサイズのエアロゾルに分裂させるのに十分である。これは、ＳＡＷ霧化として知られているものである。

特開２００８−１０４９６６号公報（セイコーエプソン社）は、ＳＡＷアクチュエータの上部作動面に接する浸透性部材（porous member）を用いて、この上部作動面に対して液体を供給し霧化させるＳＡＷ霧化装置を述べている。浸透性部材は、リザーバから上部作動面に液体を引き出すウイック（wick）として機能する。

国際公開ＷＯ２０１０／１２９９０４（モナシュ大学）は、吸入療法での使用に特に適用可能なＳＡＷ霧化装置を述べている。ＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ型のインターデジタルトランスデューサを用いて、圧電基板の上部作動面に生成されたＳＡＷを焦点に集中させ、増加した霧化効率をもたらす。霧化される液体は、作動面に接する薄紙ウイックを通して、ＳＡＷアクチュエータの作動面に対して直接供給される。作動面に供給される液体は、霧化が起こることができる紙ウイックの端部において、液体メニスカスを形成する。

本出願人は、ＳＡＷ生成を用いる霧化装置において、流体を直接作動面に供給することは、装置の動作エネルギー効率を制限する全体的なエネルギー損失をもたらし得ることを見出した。ＳＡＷアクチュエータの作動面に供給される液体が、霧化された液体小滴に分裂される前に、作動面の振動に加わるためである。液体は、霧化の前に、生成されたＳＡＷに関連するエネルギーのいくらかを吸収し、装置の動作エネルギー効率を制限する。さらに、ＳＡＷエネルギーの一部は、ウイックの液体メニスカスとの界面にて、ウイックの最初の１〜３ｍｍによって吸収される結果が示されている。

このような霧化装置の動作エネルギー効率に対する制限により、ＳＡＷアクチュエータのインターデジタルトランスデューサを正しく動作させるために、比較的大きい電力、典型的には約３〜６ワットを印加する必要がある。これは、トランスデューサにて高い局部加熱につながる場合があり、高い局部加熱は、装置の早期故障の原因となり得る。

従来技術設計と比べて改善された動作エネルギー効率を有する霧化装置を提供することは、好適である。

好ましくは、従来技術設計と比べて改善された信頼性を有する霧化装置を提供することも、好適である。

以上を踏まえ、本発明は、作動面と、作動面の側部に沿って延びる周辺エッジと、を有する圧電基板と、作動面に位置し、作動面内に表面弾性波（ＳＡＷ）を生成するインターデジタルトランスデューサと、霧化すべき液体を供給する浸透性部材を有する液体送出装置と、を備える液体霧化装置であって、浸透性部材が、圧電基板の周辺エッジに接している液体霧化装置を提供する。

上述したように、作動面に接するウイックを用いて作動面に直接供給される液体は、霧化の前にこの作動面の振動にも加わり、結果としてエネルギーの損失をもたらし、これにより、霧化装置の全体的な動作エネルギー効率を制限することを、本出願人は見出した。このエネルギー損失は、本発明によれば、作動面に接するウイックを用いる作動面に対して、液体を直接供給しないことにより回避される。圧電基板は、典型的には、上部作動面と、圧電面の周囲に沿って延びる周辺エッジ面とを有する平坦な構成を有する。周辺エッジ面は、よって、作動面の面に対して典型的には約９０度の角度で延びる。圧電基板の周辺エッジは、周辺エッジ面が圧電基板の上部作動面にぶつかる箇所に位置する。周辺エッジにおけるＳＡＷの、浸透性部材により供給される液体との相互作用は、比較的大きなメニスカス領域を有する薄い液層の形成をもたらし、この領域から、液体の霧化が生じることができる。圧電基板の周辺エッジにおけるＳＡＷ励起は、結果として、浸透性部材から作動面上まで液体を引き出させる。浸透性部材の接触領域を、圧電基板の周辺エッジに制限することは、浸透性部材により吸収されるＳＡＷエネルギーを制限し、装置からのエネルギー損失を最小化するのに役立つ。

本出願人は、ＳＡＷ霧化装置内の液体の動きをドライブするのに役立つ、流体の流れの機構を検討した。本出願人は、作動面に隣接する薄い境界層内にて液体の動きをドライブする支配的な機構は、”シュリクティング”流れ（すなわち境界層流れ）であると理解している。この機構は、粘性せん断を通して、薄い境界層内の液体の動きをドライブし、これは、結果として、ＳＡＷ照射の発生源に向けた正味の液体動きをもたらす。この結果、液体は、浸透性部材から引き出され、周辺エッジに隣接する作動面にわたって液層を形成し、液層は、液体メニスカスを有し、液体メニスカスから、霧化を生じることができる。

周辺エッジに隣接する作動面にわたって形成される液層の厚さは、液体が直接ＳＡＷ振動と相互作用する作動面の直上に生成される境界層の厚さに近いか、または同じであることが好ましい。これは、シュリクティング流れ機構が液層内の液体のドライブを支配することを可能にする。これにより提供される利点は、メニスカス内の”エッカート（Eckart）”流れとして知られる流れの出現を制限するか、または防止することである。エッカート流れは、ＳＡＷ生成の方向に、よってシュリクティング流れの反対方向に、大部分の液体の流れをドライブする機能を果たす。この結果、大きく、よって不満足なサイズ、例えば直径１００μｍを超えるサイズのエアロゾルを生成することがある。

境界層の厚さは、通常、液体を通して伝播するＳＡＷの波長と同じである。この波長は、以下の式を用いて決定してもよい。
ただし、
λ_ｆは、作動面にて生成されるＳＡＷの波長であり、
ｃ_ｆは、水中のＳＡＷの移動速度であり、これは１４８２ｍ／ｓであり、
ｆは、動作の周波数であり、これは例えば３０ＭＨｚである。

よって、境界層は、約５０μｍの厚さを有してもよく、そして液層の最大厚さは、好ましくは、５０μｍまたは５０μｍよりも小さい厚さである。これは、従来技術のＳＡＷ霧化装置のように、作動面と直に接するウイックを用いて生成することは困難であり、それは、この厚さの液層を生成することを可能にするために、ウイックを５０μｍまたは５０μｍよりも小さい厚さに制限する必要があるからである。このことは、本発明の好適な態様によれば、通常は液層の所望の厚さに一致する距離をあけて、浸透性部材の上面を作動面から離間するように、浸透性部材を周辺エッジに配置することにより、達成することが可能である。液体は、次いで、周辺エッジの上に延びる浸透性部材の部分から引き出され、これにより、所望の厚さを有する作動面に液層を形成する。従って、多孔質ウイックが作動面に接していた場合に必要とさるように、浸透性部材の厚さを制限する必要はない。

浸透性部材は、好ましくは、制御された液体の送出を提供する、多孔質セルロース材料で形成してもよい。浸透性部材は、例えば、生分解性のヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）で作られてもよい。浸透性部材は、その一端を、圧電基板の前記周辺エッジ上の少なくとも１つの点と接することを可能とするように成形してもよい。あるいは、浸透性部材は、周辺エッジの長さに接してもよい。ＳＡＷは、浸透性部材が接する周辺エッジの部分に集中させてもよい。浸透性部材内の形状および空孔サイズは、液体の流速を、周辺エッジまで制御するように機能することができる。浸透性部材の反対側の端は、霧化すべき液体に接する容器内で支持されてもよい。液体容器内の浸透性部材の端は、吸収材料により形成される支持要素内に位置してもよい。この支持要素は、浸透性部材を支持することに加えて、容器から浸透性部材までの液体移動にも役立つ。

インターデジタルトランスデューサ（ＩＤＴ：interdigital transducer）は、典型的には、正電極と、負電極とを含む。電極フィンガーは、正および負電極からそれぞれ延び、電極フィンガーは、圧電基板の作動面に、インターレース関係に配置される。本発明に係る装置のＩＤＴは、好ましくは、単一位相、単方向のインターデジタルトランスデューサ（ＳＰＵＤＴ：unidirectional transducer）としてもよい。ＳＰＵＤＴの使用は、従来のＩＤＴに対する利点を提供する。従来のＩＤＴを用いたＳＡＷアクチュエータにおいて、ＳＡＷは、作動面の順方向および逆方向の両方に伝播する。これは、ＳＡＷアクチュエータの端から、ＳＡＷが反射されてＩＤＴに戻るからである。これらの反射は、順方向に移動するＳＡＷと干渉し、ＳＡＷエネルギーの顕著な損失をもたらす。これと比べて、ＳＰＵＤＴから生成されたＳＡＷは、単一方向にのみ伝播する。これは、電極フィンガーの各対の間の、内部に同調されたリフレクタフィンガーを、重畳させることにより達成される。これらのリフレクタフィンガーは、電極の少なくとも１つから延びる電極フィンガーとして形成してもよい。これらのリフレクタフィンガーの設置は、順方向のＳＡＷを強化し、逆方向のＳＡＷを抑制する。従って、ＳＰＵＤＴを用いれば、より少ないＳＡＷエネルギーが失われ、干渉する反射のリスクは低減される。

このようなＳＰＵＤＴは、好ましくは楕円曲線に沿って、フィンガーを湾曲させることにより、生成されたＳＡＷのエネルギーを作動面の所定領域に集中させるように設計することもできる。ＳＰＵＤＴは、よって、ＳＡＷを、圧電基板の前記周辺エッジ面に直に隣接する領域に集中させてもよい。集中領域は、好ましくは、浸透性部材が周辺エッジ面に接する箇所に直に隣接して配置してもよい。あるいは、ＳＡＷは、浸透性部材に接する周辺エッジ面と揃う線に沿って集中させてもよい。

ＳＰＵＤＴは、好ましくは、ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴ型としてもよい。ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴは、前述の国際公開ＷＯ２０１０／２９９９０４に述べられるＥＷＣ−ＳＰＵＤＴ電極を含む、既知のＳＰＵＤＴに対して、いくつかの利点を有する。ＳＰＵＤＴにおいて、リフレクタフィンガーを含む各電極フィンガーの幅は、電極により生成される波長（λ）の関数である。ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴにおいて、リフレクタフィンガーは、幅が３／８λである一方、ＥＷＣ−ＳＰＵＤＴのリフレクタフィンガーは、幅が１／４λである。また、Ｈａｎｍａ−ＳＰＵＤＴのリフレクタフィンガーは、幅が３／１６λである。ＥＷＣ−ＳＰＵＤＴとＨａｎｍａ−ＳＰＵＤＴのリフレクタフィンガーは、よって、ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴのリフレクタフィンガーよりも狭い。比較的広いリフレクタフィンガー幅を有する電極を持つことの利点は、これが、電極抵抗およびジュール熱の影響を減らし、これにより、電極に印加する必要がある電力を減少させ、インターデジタルトランスデューサの局部加熱を減少させる。さらに、より狭い電極フィンガーを有するインターデジタルトランスデューサと比べると、フォトリソグラフィなどの製造プロセスを用いて圧電基板にインターデジタルトランスデューサを生成する費用は、著しく削減される。加えて、不良のインターデジタルトランスデューサにより廃棄される必要があるＳＡＷアクチュエータの数は、著しく減少される。

ＩＤＴを形成する金属層の厚さは、電力損失の減少に重要な役割を果たすことも、本出願人によって確認されている。ＳＡＷの波長の少なくとも１％、好ましくはＳＡＷ波長の１〜５％の間の厚さを有するＩＤＴは、圧電基板にエネルギーを送出することにおいて、より効率的であることが見出されている。通常のＩＤＴは、これよりも著しく小さい厚さを有する。よって、上述の式を用いると、ＩＤＴ厚さは、１．３２〜６．６μｍの間であってもよく、ここで、圧電基板において、ＳＡＷの移動速度は、３９６５ｍ／ｓであり、ＳＡＷアクチュエータの動作の周波数は、３０ＭＨｚである。ＩＤＴの追加的な厚さによって提供される複数の利点がある。第１に、これは抵抗を減少させ、その結果、ＩＤＴのインピーダンスは、これによりＳＡＷアクチュエータの効率を改善する。これは、霧化装置がバッテリ駆動である場合に特に重要である。別の利点は、ＳＡＷアクチュエータの温度が、典型的には約８０℃から約５０℃まで、著しく減少されることである。これは、生体および化学運搬液体の場合に特に重要であり、それは、このような液体は高温に耐えられないからである。例えば、幹細胞は、高温に耐えられないが、本発明に係る霧化装置を用いて送出することは可能である。減少された動作温度は、また、霧化装置の動作の信頼性を改善する。これは、ＩＤＴにおける局所加熱は、装置の早期故障の直接的な原因だからである。加えて、ＩＤＴのより大きな厚さは、逆方向に進むＳＡＷ反射の遮蔽を助けるために有用なので、ＳＰＵＤＴ型のトランスデューサの場合に有用である。

ＳＡＷ作動を用いた従来技術の霧化装置において、霧化を達成するために必要な電力は、６０Ｖｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ（〜２０Ｖ_ＲＭＳ）の入力電圧により、約３〜６ワットである。これと比べて、本発明は、好ましくは、ほんの約３０Ｖｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ（〜１０Ｖ_ＲＭＳ）の、ずっと低く安全な範囲の入力電圧により、著しく減少された０．５〜３ワットの電力で、霧化を達成することができる。これは、大部分は、抵抗を減らす、用いられるＩＤＴの厚さと、よって先に説明したように装置の効率を改善するＳＡＷアクチュエータのインピーダンスとによるものである。より低い電力および電圧要件は、消費者向け装置が、現在の安全基準に準拠することを助けるのに重要である。本発明に係る装置内の上記電力および電圧により、２００μｌ／分を超える霧化速度を達成できることが見出された。これと比べて、従来技術の装置は、同じ速度を達成するために２０Ｖ_ＲＭＳを必要とする。

”上”および”側”などの用語は、本発明の特徴の相対的位置を説明するために用いられ、よって、霧化装置の１つの特定の配向に関することに留意すべきである。霧化装置は、代替の方向で用いることもできるため、上述の用語の使用は、本発明の範囲を、この特定の方向に限定することを意図しない。

本発明に係る霧化装置のより低い動作温度、よって生成されるエアロゾル／小滴のより低い温度は、より低効率の従来技術装置のより高い動作温度に晒された場合に損傷するであろう前述の幹細胞などの生体物質の送出を可能にする。霧化装置は、しかし、芳香物質や、化学および抗生物質などの医薬物質を含む液体を、建物の単一または複数の部屋に送出するための霧化などの他の用途に用いてもよい。装置の他の潜在的な使用は、個人的および室内用途の両方の、香水および香気などの芳香物質の送出を含む。装置を、化粧物質、人の口および喉の噴霧、洗浄、消毒、および抗アレルギー物質の噴霧、または除草剤、殺菌剤、殺虫剤および肥料などの農薬の送出に用いることも可能である。本発明に係る霧化装置の他の用途も考えられる。

本発明の好適な実施形態を示す添付の図面を参照し、本発明をさらに説明することは利便性がある。他の実施形態も可能であり、よって、添付図面の特徴は、本発明の先の説明の一般性に取って代わるものとは理解されない。

以下に各図を説明する。

図１は、本発明に係る霧化装置の概略平面図である。

図２は、それぞれ、図１の霧化装置のくし形電極の平面および詳細な断面図を示す図である。

図３は、図１の装置の液体送出装置を示す、図１の霧化装置の詳細な側面図である。

図４は、圧電基板の周辺エッジと、図１の霧化装置の浸透性部材との接触領域の、詳細な模式図である。

まず図１を参照すると、本発明に係るＳＡＷ霧化装置は、典型的にはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）により形成される圧電基板１を含む。チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のような、より一般的に使用される圧電材料と異なり、ＬｉＮｂＯ_３は、鉛を含まず、よって医療用途の使用において安全である。圧電基板１は、上部作動面３を有し、この上部作動面から、ＳＡＷを生成可能である。周辺エッジ（peripheral edge）７は、圧電基板１の外周に沿って延びる。

インターデジタルトランスデューサ、好ましくはＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴ型は、作動面３に位置する。インターデジタルトランスデューサ２は、正電極５と負電極４とを含み、正電極および負電極から、電極フィンガー６がそれぞれ延びる。各電極４，５の電極フィンガー６は、インターレース関係に配置される。インターデジタルトランスデューサ２に対する電気信号の印加は、結果として、圧電基板１の作動面３を通したＳＡＷの生成をもたらす。

霧化されるべき液体１０は、液体容器９内に収容される。浸透性部材（porous member）８は、液体容器９から延び、浸透性部材の一端は、圧電基板１の周辺エッジ７に接する。浸透性部材８の他端は、液体容器９内に位置する吸収剤支持要素１６によって支持される。支持要素１６（図３に示されるような）は、浸透性部材８を支持することに加え、液体１０の容器９から浸透性部材８内を通過する移動も促進する。浸透性部材は、例えば、生分解性ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ：hydroxypropyl cellulose）などのポリマーセルロース（polymer cellulose）により作られてもよい。浸透性部材８としての他の親水性材料の使用も考えられる。

インターデジタルトランスデューサ２の詳細図を示す図２を参照すると、電極フィンガー６は、楕円または円形に湾曲した構成を有してもよい。この装置は、生成されたＳＡＷのエネルギーを、周辺エッジ７の所定領域に向けることを可能にする。本発明に係るＳＡＷ霧化装置において、ＳＡＷは、浸透性部材８が周辺エッジ７に接する箇所に隣接する領域に速やかに向けることができる。電極フィンガー６は、直線形であることも考えられ、この場合、生成されたＳＡＷは、浸透性部材８に接する周辺エッジ７に平行に延びる線に沿って向けることが可能である。

負電極４から延びているのは、他の電極フィンガー１２，１４よりも幅広のリフレクタフィンガー１３である。リフレクタフィンガー１３の目的は、ＳＡＷに対して逆方向のＳＡＷの反射が、ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴインターデジタルトランスデューサ２から伝播するのを防止し、これにより、生成されたＳＡＷからのエネルギー損失を最小化することである。ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴインターデジタルトランスデューサ２は、例えばＥＷＣ−ＳＰＵＤＴまたはＨａｎｍａ−ＳＰＵＤＴ型の他のＳＰＵＤＴインターデジタルトランスデューサとは、図２に示すようにリフレクタフィンガー１３が３／８λの幅を有する点で異なり、λは、生成されるＳＡＷの波長である。これと比べて、ＥＷＣ−ＳＰＵＤＴは、１／４λの幅を有するリフレクタフィンガーを有し、Ｈａｎｍａ−ＳＰＵＤＴは、３／１６λの幅を有するリフレクタフィンガーを有する。ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴインターデジタルトランスデューサは、よって、これらのＳＰＵＤＴ型の最も幅広なリフレクタフィンガーを有する。より大きいなＳＰＵＤＴの使用は、電極抵抗およびジュール加熱の影響を減少させる利点を有する。より大きいサイズのインターデジタルトランスデューサを有する別の利点は、フォトリソグラフィ技術を用いて圧電基板１にインターデジタルトランスデューサ２を成形（deposit）させることが容易なことである。インターデジタルトランスデューサ２は、よって、より高精度に成形させることができ、これらのインターデジタルトランスデューサ向けのより低い不良率をもたらす。

図２は、ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴインターデジタルトランスデューサの構成をより詳細に示す。正電極５は、１／８λの幅を持つ電極フィンガー１４を有し、正電極フィンガー１４は、負電極フィンガー１２と揃えて配置され、リフレクタフィンガー１３は、負電極４から延びる。正電極フィンガーおよび負電極フィンガー１２，１４と、リフレクタフィンガー１３とは、それぞれ、１／８λの距離をおいて離間される。

図２に示すように、インターデジタルトランスデューサ２の厚さは、１％λよりも大きくてもよく、λは、ＳＡＷ波長である。インターデジタルトランスデューサ２の厚さは、１〜５％λの間であることが好ましい。インターデジタルトランスデューサ２は、従って、従来のインターデジタルトランスデューサの厚さよりも大きな厚さを有する。電極フィンガー６のより大きな厚さは、インターデジタルトランスデューサ２を通したより低い相対インピーダンスをもたらし、これにより、ＳＡＷ霧化装置の効率を改善する。改善した効率は、正しく動作するために、比較的低い電力量をインターデジタルトランスデューサ２に印加すればよいことを意味する。これは、エアロゾルの局部温度をさらに低下させ、この低下は、装置をほぼ５０℃に保つ。

作動面３内で生成されたＳＡＷは、浸透性部材８と接する周辺エッジ７に向かう通常の方向に移動する。ＳＡＷが、作動面３の周辺エッジに達する際、シュリクティング流れ（Schlichting streaming）として知られる物理現象が作用し、浸透性部材８から液体１０を引き出す。このシュリクティング流れ現象の結果として、液体は、ＳＡＷの発生源に向けて移動しようとする。これは、周辺エッジ７に隣接する薄い液層１１における液体の集積をもたらす。この薄い液層１１は、周辺エッジ７から作動面３を横切って延びることができる。薄い液層１１は、また、図３に示すように、浸透性部材８の上面８ａに渡って延びてもよい。この液体体積は、液体メニスカス１１ａを形成し、そこから、霧化された液体小滴が生成される。

図４は、浸透性部材８が圧電基板１の周辺エッジ７に接する箇所の、霧化装置の構成をより詳細に示す。周辺エッジ７は、作動面３が圧電基板１の側面３ａに接触する場所に位置する。図４は、周辺エッジ７にて圧電基板１に接している浸透性部材８を単に示す。しかし、浸透性部材８は、圧電基板１の側面３ａに接することも可能である。浸透性部材８は、浸透性部材８の上面８ａが、作動面３から固定距離１９をおいて離間されるようにして、周辺エッジ７に対して配置される。この距離１９は、好ましくは、作動面３を通じて伝播するＳＡＷの波長に一般的に等しい境界層の厚さと同じかまたは小さい。これは、周辺エッジ７から延びる液層１１の最大の厚さが、境界層の厚さと同様であることを確保するのに役立つ。これは、浸透性部材８から液体を引き出して液層１１を形成し得るように、シュリクティング流れが液体の動きを支配すること、かつ液体がその後、液層１１のメニスカス１１ａから最適サイズで霧化されることを、確保するのに役立つ。

どの時点においても、比較的少ない量の液体のみが、作動面の全体にわたって引き出されるので、作動面３に生成されるＳＡＷ振動に対するこの液体体積の関与は小さく、他の既知の装置と比べて、霧化装置からのエネルギー損失の減少をもたらす。さらに、浸透性部材の圧電基板との制限された接触は、浸透性部材によって吸収されることによるＳＡＷエネルギーのどのような損失も制限する。これは、結果として本発明に係る霧化装置の動作エネルギー効率の改善をもたらす。加えて、本発明に係る霧化装置によって生成されるエアロゾル／小滴の減少した温度は、より温度に敏感な生体物質、化学物質または薬剤の送出を可能にする。

当業者に明らかであると考えられるような修正および変形は、特許請求の範囲において特許請求される本発明の範囲内に含まれる。

Claims (12)

1. 作動面と、前記作動面の側部に沿って延びる周辺エッジと、を有する圧電基板と、
   前記作動面に位置し、前記作動面内に表面弾性波（ＳＡＷ）を生成するインターデジタルトランスデューサと、
   霧化すべき液体を供給する浸透性部材を有する液体送出装置と、を備える、液体霧化装置であって、
   前記浸透性部材は、前記圧電基板の周辺エッジに接し、
   前記浸透性部材は、その上端に関して、前記浸透性部材の上面が、前記ＳＡＷにより前記浸透性部材から引き出される液体から前記作動面にわたって形成された液層内に規定される境界層であって、前記作動面に直接隣接して配置される境界層の厚さと同じかまたは小さい距離で、前記作動面から離間されるように配置され、前記境界層の厚さは前記作動面を通じて伝播する前記ＳＡＷの波長に等しい、液体霧化装置。
2. 前記インターデジタルトランスデューサは、ＤＡＲＴ−ＳＰＵＤＴである、請求項１に記載の液体霧化装置。
3. 前記インターデジタルトランスデューサは、前記ＳＡＷの波長の少なくとも１％の厚さを有する、請求項１または請求項２のいずれかに記載の液体霧化装置。
4. 前記インターデジタルトランスデューサの厚さは、前記ＳＡＷ波長の１〜５％の間である、請求項３に記載の液体霧化装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、生体物質を肺に送出する方法。
6. 前記生体物質は、幹細胞を含む、ことを特徴とする請求項５に記載の肺に送出する方法。
7. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、医薬物質を送出する方法。
8. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、芳香物質を送出する方法。
9. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、化粧物質を送出する方法。
10. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、人の口および喉に対し噴霧を生成する方法。
11. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、洗浄、消毒、抗アレルギー物質の噴霧を生成する方法。
12. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置を用いて、除草剤、殺菌剤、殺虫剤、および肥料を含む農薬を送出する方法。