JP7051865B2 - 吸入器のためのトリガ機構 - Google Patents

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2016年9月7日に出願された英国特許出願第1615182.1号の利益を主張するものであり、その開示の全容が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、吸入器、特に医療用吸入器のための用量放出噴射システムで使用するための呼吸作動式トリガ機構に関する。本出願はまた、吸入器及び、特に、薬剤キャニスタを含む医療用吸入器に関する。
呼吸器及び他の疾患の治療のための気道へのエアロゾル化された薬剤の送出は、加圧噴霧式定量吸入器(pMDI)、ドライパウダー吸入器(DPI)、及びネブライザを使用して行われてきた。pMDI吸入器は、喘息又は慢性閉塞性肺疾患(COPD)のいずれかを患っている多くの患者にはよく知られている。従来のpMDIデバイスは、メータリングバルブで密閉され医薬製剤を収容するアルミニウム製キャニスタを備える。一般に、医薬製剤は、加圧され、液状ハイドロフルオロアルカン(hydrofluoroalkane、HFA)推進剤中に懸濁させた1種以上の医薬品化合物の微細粒子、又は推進剤/共溶媒系に溶解させた1種以上の医薬品化合物の溶液のいずれかを含む。溶液及び懸濁液形態の両方で薬物を含有する製剤もまた、知られている。
ドライパウダー吸入器は、患者が直接吸入するための、適切な担体粉末と通常混合された1回分の用量の粉末薬剤を放出するために患者の吸入する息のエネルギーを利用するため、「呼吸作動式」と呼ばれることがある。しかし、いくつかのDPIsは、患者の吸入による機構の起動の際に、粉末に別のエネルギー源を放出することによって、用量を能動的に分注するように設計されている。
従来の経肺用pMDIでは、密閉キャニスタはアクチュエータ内にある状態で患者に提供される。アクチュエータは、従来、キャニスタを囲む略円筒状の垂直チューブに加えて、吸気(又は吸入)オリフィスを画定する患者部(例えば、マウスピース又はノーズピース)を形成する略水平管を備える略L字形のプラスチック成型品である。このような吸入器を使用するために、患者は、息を吐き出し、患者ポートを体腔(例えば、口又は鼻)内に配置してから吸入し、吸気オリフィスを通して空気を吸い込む。このような吸入器の多くは経肺用の「プレスアンドブリーズ」型のものであり、患者は、メータリングバルブを動作させて定量の薬剤をキャニスタから吸入空気流中へ、そしてマウスピースを通じて自身の肺へと放出するために、キャニスタの突出端部を押さなければならない。出てくるエアロゾル化された薬剤の雲霧が、最大の治療的利点をもたらすために、肺まで十分に深く届くべき場合、これには吸入と用量放出とのタイミングの協調を必要となることがある。患者が吸息流ができ上がる前に用量を放出した場合、薬剤の一部はマウスピース又は患者の口腔内で失われることがある。逆に、吸入の開始のかなり後で放出された場合、肺の深部領域には既に空気が充満している可能性があり、次に続く放出薬剤エアロゾルのボーラスが達しない可能性がある。
出てくる薬剤エアロゾルのプルームの速度を低下させるために、かつ薬剤エアロゾルが膨張することができ、その推進剤がより完全に蒸発できる容積を提供するために、pMDIのマウスピース上に装着するスペーサデバイスがこれまでに考案されている。このスペーサデバイスは、協調の課題のいくつかを回避するとともに、過度に速い薬剤粒子の吸入に起因する高度の咽頭沈着の傾向を回避する役割を果たす。しかしながら、スペーサデバイスは嵩張ることが多く、過度の割合の薬剤をその壁に保持し得ることで、患者に届く用量が減少する。スペーサデバイスは、また、静電荷に非常に敏感な場合があり、多くの場合、スペーサデバイスが洗浄又は乾燥される手法に強く影響される可能性がある。
一部の患者にとって大きな問題となり得ることを克服するために、自動呼吸作動式トリガを用い、患者の吸い込む息のみに応じて用量を放出する一部のpMDIデバイス設計が創出されている。3M Company、St.Paul、MN(USA)から入手可能なAUTOHALER(商標)定量噴霧式吸入器、及びTeva Pharmaceutical IndustriesLtd.(Israel)から入手可能なEASIBREATHE(商標)吸入器は、呼吸作動を用い、用量放出を吸入とより適切に協調させようと試みるこうしたpMDIデバイスのうちの2つである。多くの他の吸入器の呼吸作動式機構が提案されてきたが、1種以上の弱点又は不都合な点を有する傾向があり、例えば、部品点数の多さ(ゆえに製造コストが高い)、複雑さ(組み立ての困難さ及び/又は複雑な寸法公差の累積などを生じる得る)、性能の問題(静止時及び/又は吸入前に安定性に対する感度(軽いトリガ力)のバランスを保つのが困難)、及び/又は大きすぎるサイズ、及び/又はあまり親しみのない又はより扱いにくい吸入器の全体形状などがある。
ジェネリック医薬品又はアジアなどの価格重視市場を検討する場合、コストの問題は特に懸念事項である。本発明の各実施形態は、価格重視市場においても高い魅力をもつように十分に低い製造コストで呼吸作動を提供しようとするものである。
呼吸作動式吸入器は吸入と薬剤用量放出との間の協調の実現を有効に補助するものではあり得るが、既存のデバイスの一部では、安定的であるとともになお高感度であるために、通常、公差を厳しくする必要がある機械式呼吸作動システムを用いている。蓄積エネルギー機械式呼吸作動システムの本質は、典型的には、数十ニュートンの大きな荷重(例えば、圧縮ばねに保持される)をラッチング機構によって抑制する(即ち、放出されないようにする)必要があるが、このラッチング機構を患者の呼吸の力(例えば、1ニュートン、適度な大きさのベーンによる)のみを用いて解除しなければならないというようなものとし得る。これには、小さな力ではるかに大きな力を放出できる大きな「機械的利益」が必要であり得る。例えば、pMDIのメータリングバルブは、その噴射のために40N超を必要とし得る。これは、これらメータリングバルブを駆動するための圧縮ばねが、バルブを約2~3mmほど動作した後でも、その力を超える力を与える必要があることを意味する。即ち、圧縮ばねは、噴射機構がプライミングされた状態にある(又は「準備が整った状態にある」)その圧縮された状態から2~3mmだけ既に荷重解放された時点においても、40N超を与える必要がある。こうした程度の「機械的利益」をもたらす既存の機械式のシステムは、複雑でありかつ精巧に調整されるものであり得、慎重に制御された寸法を有する必要があり得る。
本開示は、呼吸応答型吸入器について記載しており、この吸入器は、ユーザへの薬剤の送出をトリガするためのトリガ機構と、トリガ機構を吸入器内に配置するためのトリガ機構シャーシと、ユーザがこれを通じて吸入するための空気流路とを有し、トリガ機構は、吸入器が使用のためにプライミングされるプライミング位置及び薬剤源が作動され1回分の用量の薬剤を分注する作動位置を有する薬剤源を含み、トリガ機構は、薬剤源のプライミング位置から作動位置への移動を選択的に可能にするためのトグル機構を更に備え、トグル機構は、空気流路内に配置され、ベーン枢動軸の周りを枢動するベーンを備え、トリガ機構は、ユーザが吸入することに基づくベーンの移動によってトリガされ、トグル機構を、当該トグル機構との協働によって薬剤源がプライミング位置に維持されたプライミング状態と、トグル機構が薬剤源との協働から解除された作動状態との間で移動させる。
有利には、トリガ機構は、薬剤源とベーンとの間の荷重経路の機械的係合を解除する。これは、2つの主要な利点を有する。第1に、この機構は、トリガする時点で克服しなければならない摩擦力を発生しないので、この機構の係合を解除すると、吸入器をトリガするのに必要な荷重が減少する。これにより、今度は、トリガ機構の一貫性が向上し、吸入器の誤噴射の恐れが減少する。第2に、薬剤源がトリガする時点を、この機構がトリガする時点に正確に一致させる必要がない。トグル機構からの薬剤源の係合を解除することにより、係合解除の瞬間に続く任意の時点で薬剤源を噴射することが可能になる。これは、製造公差に対するトリガ機構の感受性を著しく低下させるので、製造上の大きな利点をもたらす。この特徴は、トリガ機構の一貫性を先行技術のデバイスに比べて更に向上させるという付加的な利点を有する。このように、トリガ機構は、呼吸作動式デバイスに要求される感受性及び安定性を同時に達成することができる。
好ましくは、トリガ機構は、薬剤源と係合するための作動アームを含み、作動アームは、トグル機構がプライミング状態にあるプライミング位置と、トグル機構が作動状態にある作動位置とを有し、プライミング状態では、作動アームはトグル機構との係合によってプライミング位置に維持され、作動状態では、トグル機構は作動アームから係合解除されており、作動アームは作動位置に移動することが可能になる。
有利には、トリガ機構は、トグル機構が作動アームから係合解除されることによって、ある程度の「フォロースルー(follow-through(振り切り)」移動を可能にする。これは、トグル機構の不十分な移動が原因で、吸入器の噴射又はその定量全体の送出が妨げられる状況(後者の現象は「ショットクリッピング」と呼ばれる)を防止する。
好ましくは、トグル機構は、トグルリンク枢動軸においてベーンに枢動可能に取り付けられたトグルリンクを含む。
好ましくは、プライミング状態では、作動アームは、トグルリンクとの係合によってプライミング位置に維持され、作動状態では、トグルリンクが作動アームから係合解除されており、作動アームは作動位置に移動することが可能である。
好ましくは、トグルリンク枢動軸は、本機構をトリガするのに必要な吸入力を最小化するために、ベーン枢動軸の近位にある。
有利には、この特徴は、ベーンを変位させ、それによってトグルリンクを移動させて吸入器をトリガするのに必要な吸入力を最小化するという機械的利点を本機構に提供する。
好ましくは、作動アームは、作動アームとトグルリンクの上端部との係合によってプライミング位置に維持され、上端部はトグルリンク枢動軸の遠位にある。
有利には、この特徴は、ベーンを変位させ、それによってトグルリンクを移動させて吸入器をトリガするのに必要な吸入力を最小化するという更なる機械的利点を本機構に与える。
好ましくは、作動アームは、トグルリンクの上端部がトグルリンクと作動アームとの間の係合位置から離れるように移動することによって、トグルリンクから係合解除され、作動アームは、作動位置へ移動することが可能になる。
より好ましくは、この係合解除は、トグルリンクが作動アームから離れる移動を含む。
好ましくは、作動アームは、トグルリンクの上端部が作動アームから離れるように移動することによって、トグルリンクから係合解除され、作動アームは、作動位置へ移動することが可能になる。
好ましくは、トグルリンクの上端部はスタブアクスルを画定し、トリガ機構シャーシはトグルアクスルトラックを画定し、スタブアクスルは、トグル機構がプライミング状態と作動状態との間を移動するときにトグルアクスルトラックに沿って移動可能である。
好ましくは、アクスルトラックは、従トラックを画定し、スタブアクスルは、トグル機構が作動状態にあるときに従トラック内に位置している。
好ましくは、トグルアクスルトラック及び従トラックは、スタブアクスルがトグルアクスルトラックから従トラックへ移行するときにトグルリンクが作動アームから係合解除されるように構成されている。
好ましくは、作動アームは、作動アーム枢動軸の周りを回転するように吸入器に取り付けられている。
好ましくは、作動アームは、トグルリンクと選択的に係合するための従ボスを画定している。
好ましくは、従ボスは、薬剤の送出の間、トリガ機構を作動位置に維持する。
好ましくは、作動アーム枢動軸は、トリガ機構が作動状態に移動するときに作動アームがトグルリンクから係合解除されるようになっている。
好ましくは、トリガ機構がプライミング状態にあるとき、作動アームはトグルリンク枢動軸との係合によって回転が防止されている。
本開示の他の特徴及び態様は、発明を実施するための形態及び添付図面を考慮することによって、明らかになるであろう。
先行技術の従来の加圧噴霧式定量吸入器(pMDI)の側断面図である。 本開示の呼吸作動式トリガ機構の第1の実施形態の構成要素の分解図である。 図2のトリガ機構シャーシの正面等角図である。 図2のトリガ機構シャーシの背面等角図である。 図2のトリガ機構シャーシの部分断面側面図である。 図2の下側本体構成要素の正面等角図である。 図2の下側本体構成要素の正面部分断面図である。 図2の下側本体構成要素の側断面図である。 図2のベーンの背面等角図である。 図2のトグルリンクの背面等角図である。 図2の作動アームの上面等角図である。 図2のフェイシャ(fascia)構成要素の正面等角図である。 図2のボタン構成要素の上面等角図である。 静止位置で示された、図2の実施形態の各構成要素から組み立てられた呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。 静止位置で示された、本開示の呼吸作動式トリガ機構の代替的実施形態の一部の部分概略図である。 本開示の呼吸作動式トリガ機構の更なる実施形態の一部の部分概略図である。 図2の流れ調整器(flow governor)支持構成要素の正面等角図である。 作動位置で示された、流れ調整器(flow governor)管構成要素を追加した図14の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。 静止位置で示された、ハウジングに嵌め込まれた図14の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。 噴射途中位置で示された、図19の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。 噴射位置で示された、流れ調整器管構成要素を追加した図19の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。 静止位置で示された、本開示の呼吸作動式トリガ機構の更に別の実施形態の一部の部分断面概略図である。 噴射位置で示された、図22の呼吸作動式トリガ機構の部分断面概略図である。 従位置で示された、図22の呼吸作動式トリガ機構の部分断面概略図である。 静止位置で示された、投与量カウンタ機構を追加した図19の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。
各実施形態を(図2~図25を参照して)説明する前に、従来のpMDIデバイスの実施形態を、図1を参照して説明する。
図1は、医薬製剤52を収容したキャニスタ51を含む従来の加圧噴霧式定量吸入器(pMDI)50を示す。キャニスタは、メータリングバルブ54によってクリンプ46で密閉された缶53を含む。キャニスタ51はハウジング(又は「アクチュエータ」)55内に位置している。ハウジング(又は「アクチュエータ」)55は、キャニスタ51を受け入れるような寸法にされた開端部47を有し、開端部47からキャニスタ51の基部49が突出することができる管状スリーブ部56と、吸気オリフィス(又は空気出口)45を画定する患者ポート57の形態の(例えば、マウスピースの形態の)一部分と、を備える。吸入器のこのような患者ポートは、本明細書中では簡略化のため「マウスピース」と呼ばれる場合がある。しかしながら、こうしたマウスピースは、その代わり、鼻吸入器のノーズピースであるように構成することができ、本開示は、本明細書中に特に言及されていない場合であっても鼻吸入器に等しく適用できることは理解すべきである。ハウジング55の開放上端部47は吸引オリフィス又は空気入口を画定することができ、空気出口45は吸入オリフィス又は空気出口を画定することができる。
ステム部58はメータリングバルブ54から突出しており、ハウジング55の一体部品として形成されたステムソケット59内に配置され、摩擦によって保持されている。ステムソケット59内に噴霧オリフィス60が形成され、ステム部58と空気出口45との間に流体連通のための通路を設ける。使用時、患者は患者ポート(例えば、マウスピース)57を体腔(例えば、口)に入れ、その後、キャニスタ51の基部49を下方に押すと同時に患者ポートを通じて吸入する。押す力が、キャニスタ51をステム部58に対して下方に動かす役割を果たす。この相対運動は、キャニスタ51内のバルク製剤から定量の医薬製剤を分離し、その後、ステム部58内に形成された中空ボア48を通じて定量の医薬製剤を排出する役割を果たす。排出された用量は、その後、ステムソケット59内の流体通路に沿って通過し、微細な呼吸用スプレー61の形態で噴霧オリフィスを経由して出て、患者ポート57を通過して患者の体腔(例えば、口腔及び/又は鼻腔)に入り、そこから患者の気道に入り、それによって患者の疾患を治療する。
こうした従来のpMDIデバイス50の、その効能を制限する可能性を有するある重要な側面は、特に、吸入開始のタイミングとキャニスタ51が下方に押される瞬間とを患者が適切に協調させる必要があることである。患者によって直接、しばしば親指又は人差し指によって、又は薬剤源に当たるばねの圧縮若しくは張力によって、又は他の何らかのエネルギー源によって、荷重が薬剤源に加えられる。協調が難題である患者の割合は高く、薬剤投与の効能は、不十分であり、かつ多くの場合、大きくばらつくことになる。
図14、図15及び図18~図25に示すように、本開示の各実施形態は、トグル機構を組み込んだ呼吸作動式トリガ機構を備える。
図2は、本開示の呼吸作動式トリガシステム100の第1の実施形態の各構成要素(図14に組み立てられた状態で示される)を示し、これらの構成要素は、下側本体構成要素165、トリガ機構シャーシ101、ベーン110の形態の呼吸応答部材、トグルリンク120、作動アーム130、ベーンスプリング115、フェイシャ構成要素175、流れ調整器支持構成要素186、及びボタン構成要素140を含む。これは、トグル機構119(図14に示す)の構成要素118を含む。
図3~図5は、図2に示すトリガ機構シャーシ101を示す。トリガ機構シャーシ101は、空気流出口145を画定するマウスピース157の形態の中空管と、掃引弧104を提供する壁と、従トラック106及び主トラック106aを画定するトグルアクスルトラック105と、アクスル位置特徴部103と、入口開口部193を有する流れ調整器通路190とを含む。トリガ機構シャーシ101はまた、スプリングの端部を保持するためのシース109を提供し、2つの管状位置特徴部102を含む。トリガ機構シャーシ101は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。
図6~図8は、噴霧オリフィス160を提供するステムソケット159を含む、図2に示した下側本体構成要素165を示す。下側本体構成要素165はまた、呼吸作動式トリガ機構の他の構成要素を支持するシャーシを提供する。これは作動アーム枢動軸を受け入れるためのベアリング167を含む。下側本体構成要素165は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。
図9は、図2に示すベーン110を示す。ベーン110は湾曲したベーン壁を有し、このベーン壁は、一端部にスタブアクスル111の形態のベーン枢動軸と、ベーン壁の端部からスタブアクスル111と共にベーン壁に沿っていくらか形成されたトグルリンク枢動軸位置特徴部112とを有する。ベーン110はまた、ボス113を含む。ベーン110は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。
図10は、図2に示すトグルリンク120を示す。トグルリンク120は、略矩形状のフレームであり、上側が上部バー125で連結され、下側が下部バー123で連結された2つの側壁を含む。上部バー125は前方に湾曲し、各端部で矩形状フレームを越えて外側に延びており、その外側延長部はボス124をもつスタブアクスル122の形態である。下部バー123は下方に湾曲し、各端部で矩形状フレームを越えて外側に延びており、その外側延長部はスタブ枢動軸121の形態のトグル枢動軸である。トグルリンク120は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。
図11は、図2に示す作動アーム130を示す。作動アーム130は環状であり、一方の側に2つのスタブ枢動軸133と、それらの反対側に2つの追従ボス134とを支持する。各ボス134の隣には一体型スプリングアーム132がある。環状リングの内側縁部には、スタブ枢動軸133とボス134との間の途中に2つの棚部131がある。作動アーム130は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。スプリングアーム132に適切な特性を付与するために、可塑性材料は、好ましくは、アセタール材料である。
図12は、図2に示すフェイシャ構成要素175を示す。フェイシャ構成要素175は、マウスピース157を覆うための開口部176を含む概ね平坦なプレートを含む。フェイシャ175は、その下端部において、トリガ機構シャーシ101の管状位置特徴部102と係合することができる2つの位置特徴部177を含む。フェイシャ175はまた、グリル194を形成する。フェイシャ構成要素175は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。
図13は、図2に示すボタン構成要素140を示す。ボタン構成要素140は、一端部に突出ボタン143と、他端部に2つの接触特徴部141とを含む。ボタン構成要素140はまた、2つの一体型リターンスプリングアーム142を含む。ボタン構成要素140は、好ましくは、可塑性材料から射出成形される。スプリングアーム142に適切な特性を付与するために、可塑性材料は、好ましくは、アセタール材料である。図13のボタン構成要素は、患者が吸入器をプレスアンドブリーズモードで使用することを可能にするオーバーライド特徴部として機能し、必要に応じて、バルブをプライミングするために使用することができる。ボタン構成要素が存在する実施形態では、オーバーライドによって、患者は、ボタン構成要素を使用してトグル機構119の裏側(例えば、ベーンの裏側)に当たるように前方に押圧し、ベーンをそのトリガ点を過ぎた角度まで移動させることが可能になる。その後、バルブが作動されると、トグル機構119はすでにロック解除位置にあるが、(ベーンがマウスピースの床に当たった状態で)依然として作動位置内へ強制されることになる。換言すれば、オーバーライドボタンが押された状態では、本デバイスは、従来のプレスアンドブリーズ吸入器と同様に作用することになる。
図14は、静止位置で示された、図2に示す各構成要素から組み立てられた呼吸作動式トリガ機構を示す。トリガ機構シャーシ101は下側本体構成要素165に取り付けられており、フェイシャ175はトリガ機構シャーシ101を覆うように位置している。ベーン110は、スタブアクスル111がトリガ機構シャーシ101のアクスル位置特徴部103に係合し、かつベーンの湾曲した壁がトリガ機構シャーシ101の掃引弧104内にある状態で、トリガ機構シャーシ101内に取り付けられている。トグルリンク120もまた、図14に示すように、トグルリンク120がその静止位置にあるときに、そのスタブアクスル122がトグルアクスルトラック105内にある状態で、トリガ機構シャーシ101内に取り付けられている。追って更に詳細に説明するように、ベーン110及びトグルリンク120が、トグル機構119を形成している。トグルリンク120の底部にあるスタブ枢動軸121は、ベーン110の裏側のトグルリンク枢動軸位置特徴部112と係合しており、この係合は回転可能ヒンジの形態である。ベーンスプリング115は、長手方向の撓み軸を有するコイルばねである。ベーンスプリング115は、ベーンスプリング115の一端部から他端部まで螺旋の中心に沿って延びる中心線を有する。その中心線(直線である必要はない)が長手方向軸線を画定し、それに沿ってスプリングが撓む。撓む間、その長手方向軸線の形状は、スプリングを荷重する又は荷重開放するのにつれて曲がる。したがって、スプリング115によって提供される主たる反力は、長手方向軸線の線に沿ったばねの圧縮又は伸長ではなく、長手方向の撓みに起因する。スプリング115は、第1の端部においてトリガ機構シャーシ101のシース109の内側に取り付けられ、第2の端部においてベーン110のボス113を覆うように取り付けられている。図14の呼吸作動式トリガ機構が静止しているとき、スプリング115は、ボス113とシース109との間の意図的な位置ずれによって中央でわずかに上方に曲がっている。この曲がりは、機構が静止しているときに小さな残留ばね力をもたらし、この力は、静止時の(例えば、プライミング済みで、トリガする準備ができている)機構の安定性をわずかに高める。
図14のトグル機構119は、オーバーセンタしないように設計され、代わりに、そのスタブアクスル111及びスタブ枢動軸121で発生する摩擦によって保持されるように設計されている。トグル機構119はまた、ベーン111及びトグルリンク120を整列した状態から外れるように引く方向にトグル機構119が動かされるまで、大きな荷重を引き止めるようにも設計されている。トグル機構119内の摩擦は、トグルによって引き止められている荷重が、ベーン110及びトグルリンク120に対して垂直に近い方向にかなり大きい合力で作用することができるとき、すなわち、それらのリンクのうちの1つが、その静止位置から所定の角度に達したときに、克服される。この角度は機構全体の摩擦量によって異なることになる。
本開示のいくつかの呼吸作動式トリガ機構において、スタブアクスル111の形態のベーン枢動軸は、トグルリンク120のスタブ枢動軸121の近くに配置されており、ベーン110は、マウスピースの基部に向かって下方に枢動する。これにより、本機構が作動位置になると作動アーム130がトグルリンク120を過ぎた状態を継続できるように、トグルリンク120を設計することが可能になる。このフォロースルーは、pMDIバルブが確実に総移動長に到達することを可能にするために必要であり、pMDIバルブ及びキャニスタの寸法のばらつきに対する本機構のロバスト性を大幅に改善する。このフォロースルーは、ベーン110が確実にマウスピースの基部に当たって保持されるようにするが、作動アームがその傍を通過し(すなわち、それにより「フォロースルー」が可能になる)薬剤を分注することを可能にする。
本開示のいくつかの実施形態では、ベーン110の静止位置は、空気流がトリガ機構を過ぎて漏れるのを防ぐのを促進するようにある角度に設定される。これはまた、トリガ機構がベーン110と衝突する危険性を回避し、したがって不必要な摩擦を加えることを回避する。ベーン110は、静止時には、吐き出された湿気及び細菌並びに呼気中の他の望ましくない物質に対する防壁を提供し、これは、患者が無分別に吸入器内へ息を吐き出した場合に、吸入器の主要部分を保護するのに都合が良い。
ベーン110は、その作動位置において、マウスピースの基部に当たるように位置している。いくつかの実施形態では、ベーンには、作動時には従来のマウスピースの床に当たって位置することを可能にするが、静止位置にある間は空気流に対する十分な抵抗を提供する特定の輪郭が付与された。
使用中、作動アーム130は、患者の力をpMDIバルブのフェルールからトリガ機構に伝達するために使用される。作動アーム130は、トグル機構119が作動するまでバルブが噴射するのを防止する。作動アーム130は、その長さに沿ってほぼ半分までフェルールと接触しており、その他端部でトグルリンク120と係合している。この構成は、トグル機構119に加えられる(患者からの)力の減少をもたらし、およそ2:1の追加の機械的利点を提供する。作動アームにはまたスプリングアームが取り付けられており、このスプリングアームは、アクチュエータに逆らって作用し、作動後に作動アーム130を元の状態に戻すのに十分な力を提供する。
ベーン110及びトグルリンク120は、噴射後にスプリング115によりそれらの静止位置に復帰する。
図15は、スプリング115をより詳細に示す。(図15は、呼吸作動式トリガ機構の図14に示した実施形態とはわずかに異なる実施形態を示しており、スプリング115が、1つのボス部と1つのシースとの間ではなく2つのボス上に取り付けられている。)この構成の利点は、この構成がほとんど場所を取らず、ゆえに、スプリングがスプレープルームの経路内に直接存在しないことを確実にするのに役立つということである。
スプリングが確実に本機構を復帰させるようにするために、曲げ予荷重力が加えられる。予荷重により、構成要素の寸法公差が最悪の場合、又は摩耗又は薬品、埃、若しくは水分の存在によってデバイスの摩擦がわずかに増加する場合でも、本機構が確実にリセットされることになる。静止時のスプリング115の曲がり、したがってベーンをその直立した静止位置に向かって付勢するのに役立つその安定化予荷重は、図15に観察することができる。この側面荷重構成において従来の圧縮コイルばねを使用する、あるいは、引張コイルばね(図示せず)を使用することにより、低い比較的一定の力がもたらされ、この力を使用して、機械的pMDI呼吸作動式トリガ機構をリセットすることができる。
他の適用例では、低い比較的一定の力をもたらすために使用されるばねは、典型的には、ばね鋼からなるコイル状ストリップである。こうしたばねの主な不都合な点は、それらが取り扱い及び組み立てが困難であること、並びにそれらが多くの空間を占め得るということである。本開示の各実施形態の側面荷重コイルばねの使用により、同様の力の特徴を有するものの組み立て及び空間への影響のないばねが提供される。低い一定した力のベーンリターンスプリングを使用することにより、本呼吸作動式トリガ機構を小さい力で作動させることができ、この機構を肺機能が制限された患者により適したものにする。より大きなベーン復帰力は、呼吸作動用量を放出するべく本機構をトリガするために患者に必要とされる吸入圧力を増加させるだろう。本スプリングは、本機構のリセットを保証するのに十分な力を提供する必要があるが、本機構の設計は、本機構構成要素の大部分を重力に抵抗して持ち上げさえすればよいようになされている。このため、ばね力は小さくてよいが、信頼性があることが必要である。圧縮ばね又は引張ばねの側面荷重(曲げ)は、比較的一定な力曲線をもたらし、このような構成を使用して、本開示のpMDI呼吸作動式トリガ機構の好ましい実施形態を復帰する。
圧縮ばねを組み込んだ実施形態では、ばねが軸方向に荷重されないように注意する必要があるが、それは、これより、ベーンが閉じるのではなく開く傾向になるためである。ばねの長さは、本機構の全動作に渡って考慮されなければならない。曲がるにつれて長さが長くなるばねは、ベーンに不要な過度な荷重をかける可能性があり、これにより、トリガ力が増加する、かつ/又は吸入停止後のばねの復帰が妨げられることになる。
図16は、スプリング115の周囲の更なる代替的構成を示しており、両端部はシュラウド(shroud)特徴部401、414内に配置されている。シュラウド特徴部は、好ましくは、シャーシ及びベーン上にそれぞれ成型される。この場合も、スプリング115は、好ましくは、シュラウド401、414をトリガ機構のプライミング位置に相対配置することによって、静止時にわずかに曲げられた構成に保持される。本開示の実施形態では、スプリング115の一端部はトリガ機構シャーシ101上のシース内に保持され、他端部は復帰する必要がある本機構の一部上に(例えば、ベーン110、又はトグルリンク120上に)配置されている。このような実施形態では、シース要素がスプリングの外径に荷重を加える。スプリングが塑性変形しないようにするためには、スプリングが、十分な不支持長さをシース同士の間で有していなければならない。所要の不支持長さは、スプリングが曲げられている角度に(例えば、ほぼ比例して)増加し、またスプリングの直径及び性質に依存する。
本開示の他の実施形態では、スプリング115は、両端部で本トリガ機構の構成要素に取り付けられることができ、例えば、一端部をトグルリンクに、他端部をベーンに取り付けることができる。ベーンを含む本トリガ機構の構成要素が相互接続されている場合、このように接続された構成要素をそれらのプライミング状態に復帰させることは、ベーンをそのプライミング状態に復帰させることになる。
図14に示すように、作動アーム130は、下側本体構成要素165内に取り付けられ、作動アーム130のスタブ枢動軸133は、下側本体構成要素165のベアリング167に回転可能に取り付けられている。本機構が静止しているとき、作動アーム130の前面は、スプリングアーム132が下側本体構成要素の棚部に接触した状態で、トグルリンク120の上端部上に静止している。使用時には、キャニスタ51(図14には図示せず)が、そのステム部分58の先端がステムソケット159と係合し、そのメータリングバルブ54の下側が作動アーム130の2つの棚部131に接触した状態で、呼吸作動式トリガシステム100内に配置される。静止時には、図14に示すように、本機構100は、トグルリンク機構が患者がキャニスタの基部149に加える荷重を支持した状態で、安定している。
図17は、図2に示す流れ調整器支持構成要素186を示す。流れ調整器支持構成要素186は、折り畳み可能なシリコーン管流れ調整器構成要素(図示せず)を取り付けることができる楕円形の基部197を含む。このようなアセンブリは、既知の流れ調整器機構の基礎を形成することができ、これは、流れ調整器支持構成要素186上に形成された支持特徴部191によって提供される流れ調整器機構の内部支持構造体を有するものである。加えて、流れ調整器支持特徴部は、その背後では上方に延び、開口部187を有する壁になっている。図14に示すように、流れ調整器支持構成要素186が下側本体構成要素165上に組み立てられるとき、この開口部187は、患者によるアクセスのためにボタン143が突出する場所を提供する。(図14は、本機構に予め組み入れられたボタン構成要素140を示す。)
図18は、図14の呼吸作動式トリガシステム100を示すが、マウスピース157を介した患者の吸入の後の作動位置で示された流れ調整器管構成要素192が追加されている。患者が吸入するにつれて、空気が空気流出口145を通って外向きに通過し、ベーン110の湾曲した壁を横切って圧力降下を引き起こす。この圧力降下により、図18に示すように、ベーン110のスタブアクスル111がトリガ機構シャーシ101の位置特徴部103内で回転して、ベーン110が時計回りに回転する。ベーン110が回転するにつれて、ベーン110の裏側のトグルリンク枢動軸位置特徴部112は、マウスピース157の開放端に向かって変位する。この変位がトグルリンク120のスタブ枢動軸121を横に引っ張り、結果としてトグルリンク機構のラッチを解除し、ベーンスプリング115からの小さな復元力を克服する。例えば、患者が手動でキャニスタ基部49に加えた下方圧力によって、予荷重が、基部49に加えられ、そこからキャニスタ51及びそのメータリングバルブ54を通じて作動アーム130及びトグルリンク120にかかった状態では、トグルリンク120が概して下方に移動して、トグルリンク機構が崩れる。トグルリンク120の移動は、そのスタブ枢動軸121が、トグルリンク枢動軸位置特徴部112の回転変位によって回るように引っ張られることによって、かつそのスタブアクスル122がトグルアクスルトラック105をたどることによって、導かれる。加えられた(例えば、患者が加えた)荷重の下でキャニスタが下方に移動し続けるにつれて、今度は、作動アーム130が、トグルリンク120を、そのスタブアクスル122がトグルアクスルトラック105の主トラック106aを出てその湾曲した下方部分、すなわち従トラック106内へ通過するまで、押し下げる。これら従トラック106の前方に湾曲した性質が、スタブアクスル122(そしてトグルリンク120の上端部)を作動アーム130の邪魔にならない前方へ移動させる。これにより、作動アーム130は、メータリングバルブ54内へのバルブステム58の総移動長までキャニスタ51の移動を可能にするのに十分なほど下方に移動することができる。したがって、極端な部品寸法公差の場合であっても、ステム部58を十分に移動させて、1回分の用量のエアロゾル化された薬剤製剤を放出することができる。換言すれば、呼吸作動式トリガ機構100は、トリガ点の後のバルブ運動の「フォロースルー」を可能にする。2つの追従ボス134は、スタブアクスル122を阻んでトグルリンク120を下に保持し、それによって、棚部131から荷重が取り除かれる(例えば、患者によってキャニスタから荷重が解除されるとき)までトグルリンク120及びベーン110がベーンスプリング115によってリセットされるのを防止することに留意されたい。2つの追従ボス134はまた、トグルが作動アーム130の頂部を乗り越えられないようにして、トグルを確実に下方へ押し込むのにも役立つ。
図19は、静止位置で示された、ハウジング170に嵌め込まれた図14の呼吸作動式トリガ機構を示す。ハウジング170は、呼吸作動式トリガ機構が嵌め込まれる外殻を提供する。ハウジング170は、患者にとってより魅力的で人間工学的な形態を提供し、内部の本機構に対する保護を提供する。ハウジング170は、背面部に窓開口部166を有し、その下には別の開口部を有し、この別の開口部を通してボタン構成要素140上の突出ボタン143が突出可能である。このボタン143は手動オーバーライドとして機能し、何らかの理由で患者が呼吸作動式ではなく手動で用量を服用することを希望する場合、ボタン143を押すと、接触特徴部141がベーン110の背部を押し、呼吸作動したかのようにベーンを回転させ始める。例えば、患者によってキャニスタ51の基部49に手動で加えられたキャニスタ51上の荷重は、トグルリンク機構を崩し、更に上述したように用量放出を可能にする。
図20は、部分的噴射位置で示された、図19の呼吸作動式トリガ機構を示す。この図からより明らかに分かるように、ベーン110の前方への回転により、ベーン110の下端部とベーン110自身の上端部との間の以前の安定した一直線の状態からトグルリンク120の下端部が引き出される。
図21は、噴射位置で示された、流れ調整器管構成要素を追加した図19の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。換言すれば、これは図18と非常に類似しているが、ハウジング170が追加されている。
図22は、静止位置で示された、本開示の呼吸作動式トリガ機構の更に別の実施形態の一部の部分断面概略図である。この図は本機構のやや単純化された概略的な描写であるので、本開示のいくつかの実施形態のいくつかの態様をより明確に説明するのに役立つ。この図は、マウスピース257を含むトリガ機構シャーシ201の固定された位置特徴部203内に、スタブアクスル211によって、ベーンの湾曲した壁の端部がトリガ機構シャーシ201の弧面204を掃き出すことができるように回転可能に取り付けられたベーン210を示す。ベーン210はヒンジ位置特徴部212をもち、このヒンジ位置特徴部212は、トグルリンク220の底部スタブ枢動軸221と係合して回転ヒンジ点を形成している。トグルリンク220の反対側の上端部には、トリガ機構シャーシ201内に形成されたトラック内に延びている一対の上側スタブアクスル222がある。図22に示すように、スタブアクスル222は、静止時には、トグルリンク220とほぼ平行に並んでいるトラック205の直線領域に位置している。しかしながら、このトラックは、トグルのヒンジに向って更に下になると、掃引弧204に向かって前方に湾曲し、「従」トラック206を形成している。トグルリンク220の頂部の上方には作動アーム230が位置しており、作動アーム230は、その遠位端にある枢動軸233において枢動される。作動アーム230は、前述の実施形態におけるスプリングアームとは異なる形態の一対のリターンスプリングアーム232と、一対の棚部231とを含み、一対の棚部231は、メータリングバルブ(図示せず)の下側を配置し、本機構が図22に示す静止位置にあるときにそこにかかる任意の下向きの力に抵抗するためのものである。
静止時には、ベーンスプリング(図22には図示せず)の存在によって図22のトグルリンク機構配置の安定した性質はわずかにより安定するので、この実施形態の呼吸作動式トリガ機構全体は安定しているが高感度である。
図23は、噴射位置で示された、図22の呼吸作動式トリガ機構の部分断面概略図である。図22と比較して分かるように、ベーン210は、患者の吸い込んだ息の影響下でマウスピース257の床に当たるように下方(図22から図23へ時計回り)に回転している。その回転の結果として、ヒンジ位置特徴部212が、底部スタブ枢動軸221をマウスピース257に向かってわずかに引っ張り、トグルリンク220の底端部をわずかに前方かつ下方に引っ張っている。その移動が、今度は、上側スタブアクスル222を、直線トグルトラック205を下って前方に湾曲したトラック206内に引っ張り、それによってトグルリンク220の頂部を作動アーム230の回転弧から引き出す。トグルリンク機構が棚部231を介して作動アーム230に加えられた荷重をもはや支持していない状態では、トグルリンク機構は下方に(図23に示すように、時計回りに)自由に回転し、それによって、pMDIキャニスタ(図示せず)が下方に移動して、1回分の用量の薬剤スプレーを放出することが可能になる。
本開示の本機構の重要な特徴は、作動アーム構成要素(例えば、130、230)が作動位置を通過して「追従する」ことができるという事実である。これにより、バルブは「総移動長」位置に到達することができ、バルブ噴出点及び公差のばらつきに対して低感度になることができる。各バルブが更に確実にその「総移動長」に達することができるように、ボス134、234が作動アーム130、230の自由端の上部に形成されている。
図24は、追従位置で示された、図22の呼吸作動式トリガ機構の部分断面概略図である。2つの追従ボス234が上側スタブアクスル222を阻み、それによって、リセットシーケンスが開始されるまで上側スタブアクスル222がトラック206、205を上って戻るように移動するのを防止することを明確に示すことができる。
この機構のリセットは次のようにして生じる。第1のステップは、荷重がpMDIキャニスタ51の基部49から取り除かれることであり、例えば、患者が完全に自動化された呼吸作動式吸入器内の噴射ばね(図示せず)から荷重解放すること、又は(例えば、本開示の実施形態では)患者がキャニスタ51の基部49を下方に押すのを止めることのいずれかによって、取り除かれる。pMDIキャニスタから荷重を取り除くことにより、メータリングバルブ54内のリターンスプリングがバルブをリセットすることが可能になり、スプリングアーム132が作動アーム130をその静止位置に復帰させることが可能になる。ボス134が作動アーム130と共に上方に戻るように移動するにつれて、ベーンスプリング115がトグルリンク120及びベーン110をリセットするので、上側スタブアクスル122はトラック106、105を上に戻ることができる。このようにして、トグルリンク機構がリセットされる。
当業者には、図22~図24の実施形態と同様の実施形態を、トリガ機構を反対側が上になるように挿入して構築することが可能であることが理解されよう。換言すれば、ベーンのスタブアクスルがトラック内に位置する一方、スタブアクスルがアクスル位置特徴部に位置するということである。このような構造では、ベーンの枢動軸が円弧状に動くので、ベーンの移動はより複雑である。
本開示の呼吸応答型吸入器は、ドライパウダー吸入器、特に患者の吸入によるトリガ機構の起動の際に、エネルギー源を粉末に放出することによって用量が分注されるドライパウダー吸入器とすることができることが理解されよう。
本開示のトリガ機構のいくつかの好ましい実施形態の別の望ましい特徴は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際公開第2015/006292号に開示されている機械的投与量カウンタなどの機械的投与量カウンタとの互換性があることである。図25は、静止位置で示された、投与量カウンタ機構を追加した図19の呼吸作動式トリガ機構の部分断面側面図である。投与量カウンタ機構は、3つの構成要素、すなわち、シャーシ構成要素180、単位コーン構成要素181、及び十の桁リング構成要素182を含む。この例示的な投与量カウンタ及びその動作の詳細な説明は、国際公開第2015/006292号に提供されている。本開示のこの実施形態では、投与量カウンタは、ステムソケット159の周囲に配置されている(図25では容易に識別できない)。投与量カウンタは、作動アーム130の棚部131の下側と、投与量カウンタシャーシ構成要素180の可動部分上の上向き突出特徴部183との接触によって操作される(図25及び国際公開第2015/006292号参照)。
好ましくは、本開示のトリガ機構は、低摩擦を有するように構成及び製造され、それによってトリガ機構のトリガ感度を改善する。
本発明はその適用が、上述の記載で説明した又は添付の図面に示される構造の詳細及び構成要素の配置構成に限定されるものではないと理解すべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実践又は実行することが可能である。また、本明細書において使用される語法及び専門用語は説明のためのものであり、限定するものとみなしてはならないことを理解されたい。他の実施形態を利用することもでき、また、構造的又は論理的な変更が、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることを更に理解されたい。
上記され、図に示された実施形態は、単に例として提示されており、本開示の概念及び原理を限定するものとしては意図されていない。したがって、当業者であれば、要素並びにそれらの構成及び配列の様々な変更が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく可能であることを認識するであろう。
本明細書において引用された全ての参考文献及び刊行物は、参照することによりそれらの全体が本開示に明示的に援用される。
本開示の様々な特徴及び局面は、以下の請求項において述べられる。

Claims (15)

  1. 呼吸応答型吸入器であって、
    ユーザへの薬剤の送出をトリガするためのトリガ機構と、
    前記トリガ機構を前記吸入器内に配置するためのトリガ機構シャーシと、
    ユーザがこれを通じて吸入するための空気流路と、を有し、
    前記トリガ機構は、
    前記吸入器が使用のためにプライミングされるプライミング位置及び薬剤源が作動され1回分の用量の薬剤を分注する作動位置を有する薬剤源を含み、
    前記トリガ機構は、
    前記薬剤源のプライミング位置から作動位置への移動を選択的に可能にするためのトグル機構と、前記薬剤源と係合するための作動アームとを備え、
    前記作動アームは、前記トグル機構がプライミング状態にあるプライミング位置と、前記トグル機構が作動状態にある作動位置とを有し、前記プライミング状態では、前記作動アームは、前記トグル機構との係合によってプライミング位置に維持され、前記作動状態では、前記トグル機構は、前記作動アームから係合解除されており、前記作動アームは作動位置に移動することが可能であり、
    前記トグル機構は、
    前記空気流路内に配置され、ベーン枢動軸の周りを枢動するベーンと、
    前記ベーンに枢動可能に取り付けられたトグルリンクとを備え、
    前記トリガ機構は、前記ユーザが吸入することに基づく前記ベーンの移動によってトリガされ、前記トグル機構を、前記トグル機構との協働によって前記薬剤源がプライミング位置に維持されたプライミング状態と、前記トグル機構が前記薬剤源との協働から解除された作動状態との間で移動させ
    前記トグルリンクの上端部はスタブアクスルを画定し、前記トリガ機構シャーシはトグルアクスルトラックを画定し、前記スタブアクスルは、前記トグル機構がプライミング状態と作動状態との間を移動するときに前記トグルアクスルトラックに沿って移動可能である、吸入器。
  2. 前記トグルリンクは、トグルリンク枢動軸において前記ベーンに枢動可能に取り付けられ、請求項1に記載の吸入器。
  3. 前記プライミング状態では、前記作動アームは前記トグルリンクとの係合によってプライミング位置に維持され、
    前記作動状態では、前記トグルリンクが前記作動アームから係合解除されて前記作動アームは作動位置に移動することが可能である、請求項2に記載の吸入器。
  4. 前記トグルリンク枢動軸は、前記トリガ機構をトリガするのに必要な吸入力を最小化するために、前記ベーン枢動軸の近位にある、請求項2に記載の吸入器。
  5. 前記作動アームは、前記作動アームと前記トグルリンクの前記上端部との係合によってプライミング位置に維持され、前記上端部は、前記トグルリンク枢動軸の遠位にある、請求項4に記載の吸入器。
  6. 前記作動アームは、前記トグルリンクの前記上端部が前記トグルリンクの前記上端部と前記作動アームとの間の係合位置から離れるように移動することによって、前記トグルリンクから係合解除され、前記作動アームは、作動位置へ移動することが可能になる、請求項5に記載の吸入器。
  7. 前記作動アームは、前記トグルリンクの前記上端部が前記作動アームから離れるように移動することによって、前記トグルリンクから係合解除され、前記作動アームは、作動位置へ移動することが可能になる、請求項6に記載の吸入器。
  8. 前記トグルアクスルトラックは、主トラック及び従トラックを画定し、前記スタブアクスルは、前記トグル機構がプライミング状態にあるときに前記主トラック内に位置しており、前記トグル機構が作動状態にあるときに前記従トラック内に位置している、請求項に記載の吸入器。
  9. 前記主トラック及び前記従トラックは、前記スタブアクスルが前記主トラックから前記従トラックへ移行するときに前記トグルリンクが前記作動アームから係合解除されるように構成されている、請求項に記載の吸入器。
  10. 前記作動アームは、作動アーム枢動軸の周りを回転するように前記吸入器に取り付けられている、請求項2に記載の吸入器。
  11. 前記作動アームは、前記トグルリンクと選択的に係合するための追従ボスを画定している、請求項10に記載の吸入器。
  12. 前記追従ボスは、前記薬剤の送出の間、前記トリガ機構を作動位置に維持する、請求項11に記載の吸入器。
  13. 前記作動アームは、前記トリガ機構が作動状態に移動するときに前記作動アームが前記トグルリンクから係合解除されるように、前記作動アーム枢動軸の周りを回転する、請求項10に記載の吸入器。
  14. 前記作動アームは、前記トリガ機構がプライミング状態にあるとき、前記トグルリンクとの係合によって回転が防止されている、請求項13に記載の吸入器。
  15. 前記吸入器は加圧定量吸入器であり、前記薬剤源はキャニスタである、請求項1~14のいずれか一項に記載の吸入器。
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