JP7139462B2 - 薄膜による均一な粒子コーティングのための回転リアクタ - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年６月１２日出願の米国仮特許出願番号第６２／６８３，７６３に優先権を主張するものであり、その開示が参照により組み込まれている。

本開示は、粒子、例えば、活性医薬成分を含む粒子を、薄い有機及び無機膜でコーティングすることに関する。

活性医薬成分（ＡＰＩ）の改善された製剤を開発することは、製薬業界にとって非常に興味深いことである。製剤は、ＡＰＩの安定性及びバイオアベイラビリティ、並びに他の特性に影響を及ぼしうる。製剤はまた、医薬品（ＤＰ）製造の様々な局面、例えば、製造プロセスの容易さ及び安全性に影響を及ぼしうる。

ＡＰＩをカプセル化又はコーティングするための多数の技術が開発されてきた。ＡＰＩのコーティングのためのいくつかの既存の技術は、スプレーコーティング、プラズマ重合、熱線化学気相堆積（ＣＶＤ）、及び回転リアクタを含む。スプレーコーティングは、製薬業界で広く採用されている産業的にスケーラブルな技法である。しかし、コーティングの不均一性（粒子内及び粒子から粒子までの両方）により、活性医薬成分（ＡＰＩ）の供給プロファイル又は安定性を改善するためのこれらの技法の使用が妨げられる。スプレーコーティング中の粒子凝集もまた、重大な課題をもたらす。その一方で、プラズマ重合のような技法は、スケーリングが困難であり、特定の前駆体化学物質にのみ適用可能であり、感受性ＡＰＩの劣化をもたらす可能性がある。ガス及びラジカルのための凝縮媒体として冷たい基板を利用する熱線システムが開発されている。回転リアクタは、原子層堆積（ＡＬＤ）及び開始されたＣＶＤ（ｉＣＶＤ）リアクタを含む。しかしながら、ＡＬＤリアクタは、無機コーティングには適しており、有機ポリマーコーティングには適しておらず、既存のｉＣＶＤ設計は、ＡＰＩ劣化を十分に防止せず、大量生産にスケーラブルではない。他の技法は、ポリマーメッシュコーティング、パンコーティング、エアロゾル化コーティング、及び流動床リアクタコーティングを含む。

一般に、本明細書に記載される主題の１つの革新的な態様は、１つ又は複数のモータと、コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、回転真空チャンバが１つ又は複数のモータに連結され、回転真空チャンバを、回転真空チャンバの円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に回転させる、回転真空チャンバと、回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含むパドルアセンブリであって、１つ又は複数のモータによる駆動軸の回転により、少なくとも１つのパドルが駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、回転可能な駆動軸が１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、少なくとも１つのパドルが、粒子にプロセスガスを注入するための化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムとを含む、粒子をコーティングするためのリアクタで実施することができる。

実施態様は、下記特徴の１つ又は複数を含みうる。いくつかの実施態様では、第１の方向への回転は、第２の方向への回転と同じ回転方向、例えば、時計回り又は反時計回りである。

いくつかの実施態様では、化学物質供給システムのガス出口は、少なくとも１つのパドルの後方エッジ上に位置する。

いくつかの実施態様では、真空ポートは、回転真空チャンバの軸方向の軸と一直線に位置する。

いくつかの実施態様では、少なくとも１つのパドルは、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って、回転真空チャンバの長さの全体に沿って掃引するように構成された複数のパドルのうちの１つである。少なくとも１つのパドルは、パドルの外側エッジの間に位置し、かつ回転真空チャンバの内径の表面に接触する帯電防止ブラシを更に含みうる。

いくつかの実施態様では、リアクタは、回転真空チャンバに粒子を供給するか、又は回転真空チャンバから粒子を受け取るためのポートを更に含む。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバの軸方向の軸は、重力に対して水平に配向される。

一般に、本明細書に記載される主題の別の態様は、１つ又は複数のモータと、コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、１つ又は複数のモータに連結される回転真空チャンバと、１つ又は複数のモータに、複数の粒子を回転真空チャンバの内径に対して遠心分離させるのに十分な回転速度で、回転真空チャンバを、回転真空チャンバの円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に回転させるように構成されたコントローラと、回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含むパドルアセンブリであって、１つ又は複数のモータによる駆動軸の回転により、少なくとも１つのパドルが駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、回転可能な駆動軸が１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、少なくとも１つのパドルが、粒子にプロセスガスを注入するための化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムとを含む、粒子をコーティングするためのリアクタで実施することができる。

いくつかの実施態様では、コントローラは、１つ又は複数のモータに、１５ＲＰＭよりも大きい回転速度で、回転真空チャンバを軸方向の軸の周りで回転させるように構成される。軸方向の軸の周りでの回転真空チャンバに対する駆動軸の回転速度は、少なくとも４ｒｐｍでありうる。

いくつかの実施態様では、リアクタは、装着面でリアクタを支持するためのベースを更に含み、軸方向の軸が装着面に対して直角になるように、回転真空チャンバがベースに固定される。

いくつかの実施態様では、第１の方向への回転は、第２の方向への回転とは反対の回転方向である。

いくつかの実施態様では、少なくとも１つのパドルは、化学物質供給システムがプロセスガスを粒子に注入しているときに、パドルの歯が粒子と接触するように、複数の歯を含むすくい形状の特徴を含む。化学物質供給システムのガス出口は、パドルのすくい形状の特徴の複数の歯のうちの少なくとも１つの歯の後方エッジに位置しうる。パドルの外側エッジは、間隙、例えば１－３ｍｍの間隙によって、回転真空チャンバの内径の表面から分離されうる。

いくつかの実施態様では、少なくとも１つのパドルは、回転真空チャンバの内径の表面に平行なセグメントを含むＴ字型特徴を含む。

一般に、本明細書に記載される主題の別の態様は、回転真空チャンバ内に粒子を分配する動作と、粒子が回転真空チャンバの内壁上にトロイドを形成するように、回転真空チャンバを、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って第１の方向に回転させる動作と、回転真空チャンバの軸方向の軸上で位置合わせされた回転真空チャンバ内の真空ポートを通して、チャンバを排気する動作と、複数のパドルが駆動軸を周回するように、パドルアセンブリを第２の方向に回転させる動作と、プロセスガスを、複数のンパドル上に位置する複数のガス出口を通して粒子に注入する動作とを含む、方法で実施することができる。

いくつかの実施態様では、本方法は、原子層堆積又は分子層堆積によって粒子をコーティングすることを含む。

一般に、本明細書に記載される主題の別の態様は、１つ又は複数のモータと、コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、１つ又は複数のモータに連結される回転真空チャンバと、１つ又は複数のモータに、粒子がタンブリング撹拌を受けるような回転速度で、回転真空チャンバの円筒部分の軸方向の軸の周りで第１の方向に回転真空チャンバを回転させるように構成されたコントローラと、回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含むパドルアセンブリであって、１つ又は複数のモータによる駆動軸の回転により、少なくとも１つのパドルが駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、回転可能な駆動軸が１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、少なくとも１つのパドルが、粒子にプロセスガスを注入するための化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムとを含むリアクタで実施することができる。

いくつかの実施態様では、コントローラは、１つ又は複数のモータに、回転真空チャンバを、６ｒｐｍ未満の回転速度で軸方向の軸の周りで回転させるように構成される。

軸方向の軸の周りでの回転真空チャンバに対する駆動軸の回転速度は、粉末内のパドル１５８の相対運動が、回転真空チャンバ及びパドルアセンブリの回転運動中に粉末に粉砕及び／又は損傷を引き起こさないように選択することができる。

いくつかの実施態様では、リアクタは、静止真空チャンバを更に含み、ここで、回転真空チャンバは、静止真空チャンバ内に配置される。

いくつかの実施態様では、リアクタは、静止真空チャンバに連結され、かつ真空ポートに連結されて、回転真空チャンバからガスを排気する真空ポンプを更に含む。化学物質供給システム及び１つ又は複数のモータは、静止真空チャンバに連結されうる。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバは、水平バッフル又は角度付きバッフルを有する回転真空チャンバの内径の表面を更に含む。

一般に、本明細書に記載される主題の別の態様は、回転真空チャンバ内に粒子を分配する動作と、回転真空チャンバが第１の方向に回転しているときに、粒子が回転真空チャンバの下部を充填するように、回転真空チャンバを、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って第１の方向に回転させる動作と、回転真空チャンバの軸方向の軸上で位置合わせされた回転真空チャンバ内の真空ポートを通して、チャンバを排気する動作と、複数のパドルが駆動軸を周回するように、パドルアセンブリを第２の方向に回転させる動作と、プロセスガスを、複数のンパドル上に位置する複数のガス出口を通して粒子に注入する動作とを含む、方法で実施することができる。

いくつかの実施態様では、本方法は、原子層堆積又は分子層堆積によって粒子をコーティングすることを含む。

いくつかの実施態様では、粒子は、薬物を含有するコアを含む。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバは、開始された化学気相堆積を実行するように構成される。

いくつかの実施態様では、本方法は、粒子上に有機又は無機コーティングを堆積させることを更に含む。有機又は無機コーティングは、無機金属酸化物でありうる。有機又は無機コーティングは、有機ポリマーでありうる。

実施態様は、以下の可能な利点のうちの１つ又は複数を含みうるが、これらに限定されない。粒子（例えば、ＡＰＩ粒子）は、大量生産プロセスにおいてコーティングすることができ、それによって、より低い製造コスト及び低減された医薬品価格を提供する。粒子は、薄層（複数可）でコーティングすることができ、したがって、ＡＰＩの有利な体積分率を有する医薬品を提供する。更に、このプロセスは、粒子内及び粒子間で均一であるＡＰＩをカプセル化する層（複数可）をもたらし、薬物製剤により一貫した特性を提供することができる。

特に定義しない限り、本明細書中で用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明における使用のための方法及び材料が本明細書に記載されており、当技術分野で公知の他の適切な方法及び材料も使用することができる。材料、方法、及び実施例は、例示にすぎず、限定を意図するものではない。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになるだろう。

回転真空チャンバを含む、粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための例示的なリアクタの概略正面図である。 図１のリアクタの概略側面図である。図２は、図１の線Ｑ－Ｑに沿って取ることができる。 垂直に配向された回転真空チャンバを含む粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための別の例示的なリアクタの概略側面図である。 垂直に配向された回転真空チャンバを含む粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための別の例示的なリアクタの概略側面図である。 回転真空チャンバを含む粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための別の例示的なリアクタの概略正面図である。 図４のリアクタの概略側面図である。図５は、図４の線Ｑ－Ｑに沿って取ることができる。 Ａ－Ｃは、すくい形状のパドルの種々の図の概略図であり、Ｄ－Ｇは、帯電防止ブラシ構成要素がある場合とない場合のＴ字型パドルの種々の図の概略図である。 Ａ及びＢは、Ｔ字型パドルを有する図１－図５のリアクタシステムの概略側面図である。 粒子をコーティングするためにリアクタシステムを利用するための例示的なプロセスのフロー図である。

様々な図面における同じ参照番号及び記号表示は、同じ要素を表す。

ＡＰＩ粒子をカプセル化するための様々な方法がある。多くの場合、これらの方法は、比較的厚いコーティングをもたらす。このようなコーティングは望ましい特性を付与することができるが、ＡＰＩに対するコーティングの比率が高いため、ＡＰＩの体積分率が所望の高さである医薬品を作り出すことが困難となりうる。更に、ＡＰＩをカプセル化するコーティングは不均一でありうるため、一貫した特性を有する製剤を提供することが困難になる。更に、満足できる一貫性を提供することができるコーティング技法は、工業的製造にスケーラブルではなかった。

これらの問題に対処しうる手法は、回転「ドラム」を使用することであり、この回転「ドラム」では、粒子が、第１の方向へのドラムの回転運動を通して回転ドラムの内壁に対して遠心分離され、第２の方向（例えば、第１の方向と同じ又は反対の方向）に回転するパドルが、粒子床を撹拌する。プロセスガスは、パドル上に位置するガス出口を通して粒子床に注入することができる。これにより、プロセスガスは、粒子床を通して浸透することができ、粒子にわたるコーティングの均一性を改善することができる。

これらの問題に対処し得る別の手法は、回転真空チャンバ「ドラム」を使用することであり、この回転真空チャンバ「ドラム」では、回転真空チャンバの回転と、回転真空チャンバに対して回転しているパドルアセンブリのパドルとの両方によって、粒子が撹拌され、プロセスガスが、パドル上に位置するガス出口を通して粒子内に注入される。これにより、プロセスガスは、粒子を通して浸透することができ、粒子にわたるコーティングの均一性を改善することができる。

薬物
「薬物」という用語は、その最も広い意味において、全ての小分子（例えば、非生物学的）ＡＰＩを含む。薬物は、鎮痛薬、麻酔薬、抗炎症薬、駆虫薬、抗不整脈薬、抗喘息薬、抗生物質、抗癌薬、抗凝血薬、抗うつ薬、糖尿病薬、抗てんかん薬、抗ヒスタミン剤、鎮咳剤、降圧薬、抗ムスカリン剤、抗生剤、抗悪性腫瘍薬、抗酸化剤、解熱剤、免疫抑制薬、免疫賦活薬、抗甲状腺薬、抗ウイルス薬、抗不安鎮静剤、催眠剤、神経遮断薬、収斂剤、静菌薬、ベータアドレナリン受容体遮断剤、血液製剤、血液代用剤、気管支拡張薬、緩衝剤、心臓変力剤、化学療法薬、造影剤、副腎皮質ステロイド、鎮咳薬、去痰薬、粘液溶解薬、利尿剤、ドーパミン作動薬、抗パーキンソン病薬、フリーラジカル消去剤、発育因子、止血剤、免疫剤、脂質制御薬、筋弛緩薬、副交感神経刺激薬、副甲状腺カルシトニン、ビスフォスフォネート、プロスタグランジン、放射性医薬品、ホルモン、性ホルモン、抗アレルギー薬、食欲刺激薬、食思減退薬、ステロイド、交感神経模倣薬、甲状腺剤、ワクチン、血管拡張薬、及びキサンチンからなるグループから選択することができるだろう。

例示的な種類の小分子薬物は、限定されないが、アセトアミノフェン、クラリスロマイシン、アジスロマイシン、イブプロフェン、プロピオン酸フルチカゾン、サルメテロール、パゾパニブＨＣｌ、パルボシクリブ、及びアモキシシリンクラブラン酸カリウムを含む。

薬学的に許容される賦形剤、希釈剤、及び担体
薬学的に許容される賦形剤は、限定されないが、以下を含む。
（１）ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、クロスポビドン、ポリビニルピロリドン－ポリビニルアクリレートコポリマー、セルロース誘導体、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、尿素、糖、ポリオール、カルボマー及びそれらのポリマー、乳化剤、糖ガム、デンプン、有機酸及びそれらの塩、ビニルピロリドン及び酢酸ビニルを含む界面活性剤及びポリマー、
（２）セルロース、架橋ポリビニルピロリドン、微結晶セルロースなどの結合剤、
（３）ラクトース一水和物、ラクトース無水物、微結晶セルロース、及び種々のデンプンなどの充填剤、
（４）コロイド状二酸化ケイ素、タルク、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、シリカゲルを含む、圧縮される粉末の流動性に作用する薬剤などの潤滑剤、
（５）スクロース、キシリトール、サッカリンナトリウム、シクラメート、アスパルテーム、及びアセスルファムＫを含む任意の天然又は人工甘味料などの甘味料、
（６）香料、
（７）ソルビン酸カリウム、メチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸及びその塩などの防腐剤、ブチルパラベンなどのパラヒドロキシ安息香酸の他のエステル、エチル又はベンジルアルコールなどのアルコール、フェノールなどのフェノール性化学物質、又は塩化ベンザルコニウムなどの四級化合物、
（８）バッファ、
（９）微結晶セルロース、ラクトース、リン酸水素カルシウム、糖類、及び／又は前述のいずれかの混合物といった薬学的に許容される不活性充填剤などの希釈剤、
（１０）コーンスターチ、ジャガイモデンプン、トウモロコシデンプン、及び加工デンプン、並びにそれらの混合物などの湿潤剤、
（１１）クロスカルメロースナトリウム、クロスポビドン、デンプングリコール酸ナトリウムなどの崩壊剤、
（１２）有機酸（例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、フマル酸、アジピン酸、コハク酸、並びにアルギン酸及び無水物及び酸性塩）、又は炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸グリシンナトリウム、Ｌ－リジン、及びアルギニン炭酸塩）又は重炭酸塩（例えば、重炭酸ナトリウム又は重炭酸カリウム）といった発泡性カップルなどの発泡剤。

金属酸化物材料
「金属酸化物材料」という用語は、その最も広い意味において、金属と考えられる元素と酸素系酸化剤との反応から形成される全ての材料を含む。例示的な金属酸化物材料は、限定されないが、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化鉄、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ランタン、及び二酸化ジルコニウムを含む。例示的な酸化剤は、限定されないが、水、オゾン、及び無機過酸化物を含む。

原子層堆積（ＡＬＤ）
原子層堆積は、元素又は化合物の自己制限単層の連続添加が、原子又は分子単層のレベルに制御された厚さ及び均一性を有する膜の堆積を可能にする薄膜堆積技術である。自己制御とは、一度に単一の原子層のみが形成されることを意味し、表面を再生し、更なる堆積を可能にするために、後続のプロセスステップが必要とされる。

分子層堆積（ＭＬＤ）
分子層堆積は、原子層堆積に類似しているが、有機前駆体を使用し、有機薄膜を形成する。典型的なＭＬＤプロセスの間、２つのホモ二官能性前駆体が使用される。第１の前駆体がチャンバ内に導入される。第１の前駆体の分子は、対応する連結化学構造（ｌｉｎｋｉｎｇ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）を介して、基板表面上の反応基と反応し、新しい反応部位を有する基板表面上の第１の前駆体の分子層を付加する。パージ後、第２の前駆体が導入され、第２の前駆体の分子が、第１の前駆体によって提供される新しい反応部位と反応して、第２の前駆体に連結された第１の前駆体の分子層を生成する。これに続いて、別のパージサイクルが行われる。

リアクタシステム
図１－２は、薄膜コーティングにより粒子をコーティングするためのリアクタシステム１００を示す。リアクタシステム１００は、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤコーティング条件を使用してコーティングを行うことができる。リアクタシステム１００は、堆積プロセス（ＡＬＤ又はＭＬＤ）を、より高い（５０℃を超える、例えば５０－１００℃）又はより低い処理温度、例えば５０℃未満、例えば３５℃以下で、実行することができるようにする。例えば、リアクタシステム１００は、２２－３５℃、例えば、２５－３５℃、２５－３０℃、又は３０－３５℃の温度で、主にＡＬＤによって粒子上に薄膜金属酸化物を形成することができる。一般に、粒子は、そのような温度に留まる又は維持されうる。これにより、反応ガス及び／又はリアクタチャンバの内部表面は、そのような温度に留まる又は維持されうる。例えば、チャンバ本体内に埋め込まれたヒータカートリッジ、熱交換器を使用するチャンバ本体内の水チャネル、又はチャンバ本体上のヒータジャケットによって、加熱が実現されうる。

リアクタシステム１００は、回転真空チャンバ１１２を包囲する静止真空チャンバ１１０を含む。静止真空チャンバ１１０は、外側チャンバ壁１１４によって包囲される。回転真空チャンバ１１２は、内側チャンバ壁１１６によって包囲される。チャンバ壁１１４及び１１６は、堆積プロセスに対して不活性な材料（例えばステンレス鋼）とすることができ、及び／又はチャンバ壁１１４及び１１６の内部表面は、堆積プロセスに対して不活性な材料でコーティングすることができる。

回転真空チャンバ１１２の断面は（例えば、シリンダの中心軸に沿って見ると）、チャンバ１１２の長さに沿って均一でありうる（長さは、シリンダの中心軸に沿っている）。これは、チャンバの長さに沿って均一なガス流を確保するのに役立ちうる。

静止真空チャンバ１１０は、静止真空チャンバ１１０及び回転真空チャンバ１１２からガス（例えば、プロセスガス）を排気するための１つ又は複数の真空ポート１１８を含みうる。静止真空チャンバは、静止真空チャンバ１１０の外側に位置する化学物質供給システム１２２に連結されたガス入口ポート１２０を含む。ガス入口ポート１２０は、ガス供給マニホールド１２４を介して、静止真空チャンバに位置するガス入口ポート１２０から、回転真空チャンバ１１２の中心軸１６５上に位置するガス入口ポート１２６に、プロセスガスを更に連結する。ガス供給マニホールド１２４は、円筒チャンバの周囲に沿ってチャンバに進入するものとして図１に概略的に描かれているが、図１及び２を参照して説明される実施形態では、ガス供給マニホールドは、駆動軸１５６内の通路（例えば、図２に示す）を通って、チャンバ１１２の中心軸と同一線上にある。

システム１００は、システム１００の１つ又は複数の構成要素の回転運動に変換するトルクを提供するように構成された、静止真空チャンバ１１０の外部にある１つ又は複数のモータ１３０ａ、１３０ｂを含む。モータ１３０ａ、１３０ｂは、例えば、ドラムモータ１３０ａ及びパドルモータ１３０ｂとすることができる。モータ１３０ａ及び１３０ｂは、例えば、ブラシレス直流（ＤＣ）モータとすることができる。いくつかの実施態様では、モータ１３０ａ及び１３０ｂは、例えば２０：１の比で、ギア減速を内蔵している。

ドラムモータ１３０ａは、回転真空チャンバ１１２に連結され、システム１００の動作中に回転真空チャンバ１１２の回転運動に変換されるトルクを提供するよう構成される。パドルモータ１３０ｂは、パドルアセンブリ１３２に連結され、システム１００の動作中にパドルアセンブリの回転運動に変換されるトルクを提供するよう構成される。ドラムモータ１３０ａ及びパドルモータ１３０ｂとして図１及び図２を参照して説明したが、システム１００の１つ又は複数の構成要素の回転運動に変換されるトルクを提供するように、より少ない又はより多いモータを構成することができる。

システム１００は、ガス排気マニホールド１３６を介して、真空ポート１１８に連結された真空源１３４（例えば、１つ又は複数の真空ポンプ）を含む。いくつかの実施態様では、ガス源１３９は、ガス排気マニホールド１３６（例えば、システム１００から排気されるプロセスガスを希釈するためのパージガス）に連結される。ガス排気マニホールド１３６は、静止真空チャンバ１１０及び回転真空チャンバ１１２内に真空を確立するように構成される。真空源１３４は、１Ｔｏｒｒ未満（例えば１－１００ｍＴｏｒｒ、例えば５０ｍＴｏｒｒ）の圧力を確立するのに十分な工業用真空ポンプとすることができる。真空源１３４は、チャンバ１１０、１１２が所望の圧力に維持できるようにし、反応副生成物及び未反応プロセスガスを除去できるようにする。

化学物質供給システム１２２は、それぞれの供給チューブ１４０、制御可能なバルブ１４２、及び流体供給ライン１４４によって連結された複数の流体源１３８を含む。化学物質供給システム１２２は、ガス供給マニホールド１２４に流体を供給し、ガス供給マニホールド１２４は、ガス入口ポート１２６を介して、回転真空チャンバ１１２に蒸気の形態で流体を注入する。ガス入口ポート１２６は、パドルアセンブリ１３２の少なくとも１つのパドル１５８上に位置する１つ又は複数のガス出口１６６（図２に示す）に連結されているパドルマニホールド１６４に更に連結される。化学物質供給システム１２２は、回転真空チャンバ１１２への種々のガスの制御可能な流量を提供するために、リストリクタ、ガス流コントローラ、圧力トランスデューサ、及び熱質量流量コントローラ／メータの組み合わせを含みうる。化学物質供給システム１２２はまた、チャンバ１１２に流入する前に、種々のガスを加熱又は冷却するために、１つ又は複数の温度制御構成要素（例えば、熱交換器、抵抗加熱器など）を含みうる。

化学物質供給システム１２２は、５つの流体源１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、１３８ｄ、１３８ｅを含みうる。流体源のうちの２つ（例えば流体源１３８ａ、１３８ｂ）は、粒子上に金属酸化物層を形成するための堆積プロセスに、２つの化学的に異なる前駆体又は反応物を提供することができる。例えば、第１の流体源１３８ａは、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）又は四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）を提供することができ、一方、流体ガス源１３８ｂは、水を提供することができる。別の２つの流体源（例えば、流体源１３８ｃ、１３８ｄ）は、金属酸化物層上にポリマー材料を形成するための堆積プロセスに、２つの化学的に異なる前駆体又は反応物を提供することができる。例えば、第３の流体源１３８ｃは、塩化アジポイルを提供することができ、第４のガス源１３８ｄは、エチレンジアミンを提供することができる。流体源の１つ（例えば、第５の流体源１３８ｅ）は、堆積プロセスのサイクル又は半サイクルの間でパージするための不活性ガス（例えば、アルゴン又はＮ_２）を提供することができる。

図１は５つの流体源を示しているが、より少ないガス源の使用は、金属酸化物又はポリマー層の堆積に依然として適合することができ、より多くのガス源の使用は、更に広範囲の積層構造の形成を可能にすることができるだろう。

流体源の１つ又は複数について、化学物質供給システム１２２は、前駆体又は反応物を液体の形態でガス供給マニホールド１２４に供給する。化学物質供給システム１２２は、前駆体又は反応物がガス入口１２０に進入する直前に、液体を蒸気に変換するための気化器１４６を含みうる。これは、上流の圧力損失を低減し、チャンバ１１２内の粒子１４８にわたってより多くの圧力損失が発生しうる。粒子１４８にわたり発生する圧力損失が大きくなるほど、注入開孔の配置を低くすることができ、前駆体が所与の流量で粒子床を横切る際に、前駆体のすべてが反応する可能性が高くなる。気化器１４６は、例えば、ガス入口ポート１２０に固定されるか又はそれに隣接して収容される、静止真空チャンバ１１０の外壁に直に隣接しうる。

図１に示すように、ガス供給マニホールド１２４は、複数の前駆体又は反応物流体源１３８を供給するために利用することができる。マニホールド１５１は、ガス入口ポート１２０に流体的に連結される。

回転真空チャンバ１１２は、静止真空チャンバ１１０内にカプセル化され、静止真空チャンバ１１０によって支持される。回転真空チャンバ１１２は、チャンバ壁１１６の内径に沿った内面１５０を含む。いくつかの実施態様では、図１及び２に描かれるように、回転真空チャンバは、円筒部分を含み、回転軸は、円筒の中心軸上で位置合わせされる。回転真空チャンバ１１２は、真空気密の回転ユニオンに連結され、図２に描かれているように、回転運動フィードスルー１２９を介して、回転真空チャンバ１１２内部のねじによって、静止真空チャンバ１１０に連結される。

ここで図２を参照すると、回転真空チャンバ１１２は、１つ又は複数のモータ（例えばドラムモータ１３０ａ）に連結され、ここで、ドラムモータ１３０ａは、第１の方向１５２（例えば、軸方向の軸Ｑ－Ｑに対して時計回り）への回転真空チャンバの回転運動に変換できるトルクを生成するよう動作可能である。回転真空チャンバ１１２と１つ又は複数のモータとの間の結合は、図２に描かれているように、回転運動真空フィードスルー１２８を通すことができる。モータ１３０ａから出力されたトルクを回転真空チャンバ１１２の第１の方向１５２への回転運動に変換するために、ドラムモータ１３０ａと回転真空チャンバ１１２との間で１つ又は複数の機械的結合１５４を利用することができる。いくつかの実施態様では、機械的結合１５４は、ベルト及びプーリシステムとすることができ、ベルトは、ドラムモータ１３０ａ及び回転真空チャンバ１１２のいくらかの位置ずれ及び振れを許容する適合性を有しうる。回転真空チャンバ１１２の運動は、時計回り（ＣＷ）、反時計回り（ＣＣＷ）、又はＣＷとＣＣＷとを交互にすることができる。いくつかの実施態様では、回転真空チャンバのポート１１３は、ドラムモータ１３０ａと回転真空チャンバ１１２との間でトルクを転送するために、キーブロックによって回転運動フィードスルー１２９に連結される。

パドルアセンブリ１３２は、駆動軸１５６と、駆動軸１５６に連結された１つ又は複数のパドル１５８とを含む。駆動軸１５６は、回転真空チャンバ１１２の軸方向の軸Ｑ－Ｑに沿って配向される。パドル１５８は、駆動軸１５６の長さに沿って駆動軸１５６に固着される。パドル１５８の外面１１５が回転真空チャンバ１１２の内面１５０から閾値距離（例えば、間隙１１７）だけ離間するように、パドルが配置される。パドル１５８の詳細については後述する。

パドルアセンブリ１３２は、回転真空フィードスルー１２８（例えば、真空適合ベアリングを含む）を介して、真空チャンバ１１０の外側の１つ又は複数のモータ（例えば、パドルモータ１３０ｂ）に連結される。駆動軸１５６が第２の方向１６０において駆動軸１５６の軸Ｑ－Ｑと位置合わせされた中心軸１１８の軸の周りで回転するように、パドルモータ１３０ｂは、駆動軸１５６にトルクを加えるように構成される。モータ１３０ｂから出力されるトルクをパドルアセンブリ１３２の第２の方向１６０（例えば、軸方向の軸Ｑ－Ｑに対して反時計回り）の回転運動に変換するために、パドルモータ１３０ｂと駆動軸１５６との間で、１つ又は複数の機械的結合１６２を利用することができる。いくつかの実施態様では、機械的結合１６２は、ベルト及びプーリシステムとすることができ、ベルトは、パドルモータ１３０ｂ及びパドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６のいくらかの位置ずれ及び振れを許容する適合性を有しうる。駆動軸１５６の運動は、時計回り（ＣＷ）又は反時計回り（ＣＣＷ）でありうる。

いくつかの実施態様では、回転運動真空フィードスルー１２８は、外部環境から静止真空チャンバ１１０を密閉するために使用することができるベアリング真空シールである。次いで、駆動軸１５６は、回転真空チャンバ１１２に対して自由に回転するように、静止真空チャンバ１１０の一部及び回転真空チャンバ１１２のポート１１３を通過することができる。回転真空チャンバ１１２内の粉末が駆動軸１５６を下って回転運動フィードスルー１２９のベアリングに伝わるのを防止するために、ポート１１３と回転運動フィードスルー１２９との間にリップシールを位置付けることができる。

いくつかの実施態様では、第１の方向１５２及び第２の方向１６０は、反対の方向、例えば、時計回り及び反時計回りである。第１の方向１５２及び第２の方向１６０は、その代わりに、同じ方向、例えば、両方とも時計回り又は両方とも反時計回りであってもよい。

パドルアセンブリ１３２は、ガス入口ポート１２６に連結されるパドルマニホールド１６４を更に含む。パドルマニホールド１６４は、入口ポート１２６をパドルアセンブリ１３２の少なくとも１つのパドル１５８上に位置する１つ又は複数のガス出口１６６に連結する。これにより、プロセスガス（例えば、反応物又は前駆体ガス）が、化学物質分配システム１２２から流れ、パドル１５８上の出口を介して、回転真空チャンバ１１２に注入されうる。いくつかの実施態様では、プロセスガスが複数のガス出口１６６を介して回転真空チャンバに注入されるように、パドルアセンブリ１３２の複数のパドル１５８ａ、１５８ｂ、１５８ｃはそれぞれ、パドルマニホールド１６４に連結された複数のガス出口１６６を含む。

パドルアセンブリ１３２の複数のパドル１５８は、駆動軸１５６の軸方向の軸に沿って分布させる（例えば、均一な間隔で配置する）ことができ、複数のパドル１５８の各々の上に位置するガス出口１６６を介して、回転真空チャンバ１１２に注入されるプロセスガスの均一な分布を保証する。

図２に描かれているように、パドルの位置合わせにより、パドル１５８と粒子１４８との間の相互作用の横方向の間隙がほとんど又は全く発生しないように、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８が、駆動軸１５６上に配向される。いくつかの実施態様では、図２に示すように、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８の一部１５９のみが、システム１００の動作中に粒子１４８と接触する。

いくつかの実施態様では、パドルアセンブリ１３２の第２の方向１６０への回転のため、パドル１５８の瞬間的な運動と反対の方向１６８に、パドル１５８上に位置するガス出口から回転真空チャンバ１１２内に、プロセスガスが注入される。換言すれば、パドル１５８の回転運動と反対方向にガス出口１６６から回転真空チャンバ１１２に、プロセスガスが注入されるように、複数のガス出口１６６が、パドル１５８の後方エッジ上に位置する。１つの例では、パドルアセンブリ１３２は、時計回り方向に回転しており、プロセスガスは、回転真空チャンバ１１２内に反時計回り方向に注入される。ガス出口の構成の更なる詳細は、以下で論じられる。

不活性キャリアガス（例えばＮ_２）は、流体源の１つ（例えば、流体源１３８ｅ）からパドルマニホールド１６４に流入しうる。動作中、キャリアガスは、連続的にパドルマニホールド１６４に流入しうる（すなわち、前駆体又はリアクタガスがパドルマニホールド１６４に流入しているか否かに関わらず）。前駆体又はリアクタガスがマニホールド１６４を通ってチャンバ１１２内に注入されていないときに、キャリアガスの流れは、別のマニホールドから注入されている別の前駆体又はリアクタガスのガス出口１６６内への逆流を防止することができる。キャリアガスの流れはまた、粒子１４８によるガス出口１６６の汚れ、例えば開孔の閉塞を防止することができる。更に、キャリアガスは、前駆体又はリアクタガスがチャンバ１１２に注入されていないときに、パージ動作のためのパージガスを提供することができる。

前駆体ガスも流れているときの気化器１４６へのキャリアガスの流れはまた、前駆体又は反応物液体の気化を改善することができる。いかなる特定の理論によっても限定されることなく、キャリアガス流は、エアロゾル化の間に液体を剪断するのを助けることができ、これにより、より小さい液滴サイズがもたらされ、より迅速に気化されうる。前駆体ガスも流れているときのパドルマニホールド１６４へのキャリアガスの流れは、気化器１４６から前駆体ガスを引き出すのを助けることができる。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバ１１２の温度の制御を可能にするために、１つ又は複数の温度制御構成要素が、内側チャンバ壁１１６に一体化される。例えば、抵抗加熱器、熱電冷却器、熱交換器、若しくはチャンバ壁内の冷却チャネルを流れる冷却剤、又は側壁１１６内又は上の他の構成要素である。

システム１００は、少なくとも化学物質分配システム１２２及び１つ又は複数のモータ１３０ａ、１３０ｂの動作を制御するように動作可能なコントローラ１７０を更に含む。コントローラ１７０は、パドルモータ１３０ｂを動作させて、毎分２００回転（ｒｐｍ）までの回転速度で、第２の方向１６０へのパドルアセンブリ１３２の回転運動を発生させるように構成されうる。コントローラ１７０は、ドラムモータ１３０ａを動作させて、２００ｒｐｍまで（例えば、１－６０（ｒｐｍ）の範囲）の回転速度で、第１の方向１５２への回転真空チャンバ１１２の回転運動を発生させるよう更に構成されうる。いくつかの実施態様では、コントローラ１７０は、ドラムモータ１３０ａを動作させて、閾値回転運動を超える（例えば、１５ｒｐｍを超える）回転真空チャンバ１１２の回転速度を生成するように構成される。図１及び図２に描かれているように、回転速度は、粒子１４８が回転真空チャンバ１１２の内面１５０に対して遠心力で押しつけられるほど十分に高い（これは、「高速」回転運動と呼ぶことができる）。これにより、内面１５０上に粒子１４８のトロイダル床が生じうる。回転真空チャンバ１１２の高速回転運動によって形成される粒子の床の圧縮量は、例えば、回転真空チャンバ１１２の回転速度に依存しうる。コントローラ１７０はまた、チャンバの回転速度及びチャンバ１１０内のガスの圧力の閉ループ制御を提供するために、種々のセンサ（例えば、圧力センサ、流量計など）に連結されうる。

いくつかの実施態様では、ドラムモータ１３０ａの回転速度は、式（１）によって説明されるように、リアクタの動作中に回転真空チャンバ１１２内に存在する粒子１４８が受ける所望の力に基づいて選択されうる。

ここで、Ｆは、回転真空チャンバ１１２の加速度（例えば、１分あたりの回転数の２乗（ｒｐｍ^２））に回転真空チャンバ１１２の半径ｒを乗算したものに比例する粒子１４８が受ける力である。粒子１４８が受ける力の閾値量を超えると、粒子１４８は、回転真空チャンバ１１２の内面１５０に対して遠心力で押し付けられることになる。力Ｆの量は、例えば、１００－３００ｍｍの範囲でありうる回転真空チャンバ１１２の半径に部分的に依存する。１つの例では、回転真空チャンバ１１２の半径は、２１５ｍｍである。

一般に、コントローラ１７０は、「方策」に従ってリアクタシステム１００を動作させるように構成される。方策は、時間の関数として各制御可能素子の動作値を指定する。例えば、方策は、真空源１３２が動作する時間、各ガス源１３８ａ－１３８ｅの時間及び流量、モータ１３０ａ、１３０ｂによって設定されるような回転真空チャンバ１１４及び駆動軸１５６の回転速度などを指定することができる。コントローラ１７０は、コンピュータ可読データ（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶される）として、方策を受信することができる。

システム１００は、静止真空チャンバ１１０上に位置する第１のローディングポート１７２と、回転真空チャンバ１１２上に位置する第２のローディングポート１７４とを更に含み、処理される粒子１４８を搬送するために、回転真空チャンバ１１２の内部へのアクセスを可能にするように整列させることができる。ポートがそれぞれの真空チャンバ内に確立された真空を保持するように、第１のローディングポート１７２及び第２のローディングポート１７４を、リアクタシステム１００の動作中に密閉することができる。リアクタシステム１００の動作のための方法が、以下で更に詳細に記載される。

システム１００は、静止真空チャンバ１１０内に位置する真空ポート１１８を介して、回転真空チャンバ１１２からガスを排気できるようにする粒子フィルタ１７６を更に含む。いくつかの実施態様では、図２に描かれているように、システム１００のための真空ポート１１８は、Ｑ－Ｑ軸に沿って駆動軸１５６と一直線である。加えて、システム１００は、フィルタ１７６から粒子を取り除くためのフィルタクリーナを含みうる。１つの例として、フィルタクリーナは、フィルタを叩くための機械的なノッカとすることができ、これは、フィルタから粒子を振り払う。別の例として、ガス源１３９は、不活性ガス（例えば窒素）のパルスを、真空ポート１１８と真空源１３４との間の排気マニホールド１３６に周期的に供給することができる。ガスのパルスは、フィルタ１７６を通ってチャンバ１１２に向かって戻り、フィルタ１７６から粒子を吹き飛ばすことができる。分離バルブ１３９ａ、１３９ｂは、ガス源１３８又は真空源１３４のうちの１つのみが排気マニホールド１３６に一度に流体的に連結されることを確実にするために使用することができる。

リアクタシステム１００は、装着面１７１上にリアクタ１００を支持するためのベース１７３を含むことができる。いくつかの実施態様では、リアクタシステム１００は、軸方向の軸１６５が装着面１７１に対して直角になるように、ベース１７３に固定される。その結果、水平な装着面１７１を想定すると、駆動軸及び軸方向の軸１６５は重力に平行、すなわち、垂直に配向される。図３Ａは、垂直に配向された回転真空チャンバ１００’を含む、粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための別の例示的なリアクタの概略側面図である。

いくつかの実施形態では、図１及び図２に描かれているように、リアクタシステム１００は、軸方向の軸１６５及び駆動軸１５６が装着面１７１に対して直角になるように、ベース１７３に固定される。その結果、水平な装着面を想定すると、回転真空チャンバ１１４の回転軸は重力に対して直角である。

図３Ａに描かれているように、垂直駆動軸１５７は、回転真空チャンバ１３５の底面１７４で垂直に配向された回転真空チャンバ１３５に連結される。いくつかの実施態様では、垂直な駆動軸１５７は、その代わりに、回転真空チャンバ１３５の表面１７５で垂直に配向された回転真空チャンバ１３５に連結されうる。

図３Ａに描かれたリアクタシステム１００’の動作中に、コントローラ１７０は、ドラムモータ１３０ａを動作させ、粒子１４８が垂直に配向された回転真空チャンバ１３５の内面１５０に対して遠心力で押しつけられるのに十分に高い垂直に配向された回転真空チャンバ１３５の回転速度を生成するように構成される。これにより、内面１５０上に粒子１４８のトロイダル床が生じうる。

いくつかの実施態様では、チャンバ１１３からガスを排気するための真空ポート１１９は、静止真空チャンバ１１０の側面に位置する。真空ポート１１９は、駆動軸１５７をチャンバ１１３内に連結する回転運動真空フィードスルー１２８の反対側に配向されうる。

図３Ｂは、垂直に配向された回転真空チャンバ１００’’を含む、粒子（例えば薬物）のＡＬＤ及び／又はＣＶＤコーティングのための別の例示的なリアクタの概略側面図である。図３Ｂに描かれているように、垂直駆動軸１５７は、回転真空チャンバ１３５の底面１７４で垂直に配向された回転真空チャンバ１３５に連結される。いくつかの実施態様では、垂直な駆動軸１５７は、その代わりに、回転真空チャンバ１３５の表面１７５で垂直に配向された回転真空チャンバ１３５に連結されうる。

加えて、リアクタ１００’’は、回転真空チャンバ１３５内に内壁１４９（例えば、内周を画定する）を含み、内壁１４９は、粒子１４８を受け取るように構成された回転真空チャンバの第１の領域１５１を、粒子１４８を受け取るように構成されていない第２の領域１５３から分離する。パドル１５８及びパドル１５８上に位置する少なくとも１つのガス出口１６６が第１の領域１５１内に部分的に位置するように、パドルアセンブリ１３３のパドル１５８は、駆動軸１５７に連結される。図３Ｂに描かれたリアクタシステム１００’の動作中に、チャンバ１３５内の粒子が回転真空チャンバ１３５の内面１５０に対してトロイドを形成しないように、コントローラ１７０は、ドラムモータ１３０ａを動作させ、垂直に配向された回転真空チャンバ１３５の回転速度を生成するように構成される。

図４－５は、薄膜コーティングで粒子をコーティングするための別の例示的なリアクタシステム１００’’’を示す。リアクタシステム１００’’’は、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤコーティング条件を用いてコーティングを行うことができる。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバ１１２の回転速度は、閾値回転速度未満（例えば、１５ｒｐｍ未満）であり、回転真空チャンバ１１２が回転運動している間に、回転真空チャンバ内の粒子１４８がタンブリング撹拌を受ける。例えば、チャンバ１１２は、６－１５ｒｐｍで回転しうる。十分に低い回転速度では、チャンバ１１２内の粒子は、回転真空チャンバ１１２の内面１５０に対してトロイドを形成しない。コントローラ１８２は、ドラムモータ１３０ａを動作させて、閾値回転速度未満である、第１の方向１５２への回転真空チャンバ１１２の回転速度を生成するように構成される。

リアクタシステム１００’’’の動作中に、回転真空チャンバ１１２に搬送された粒子は、重力に対して、回転真空チャンバ１１２の内部の下部１８０の下方に位置する粒子床１７８を形成する。回転真空チャンバ１１２がＱ－Ｑによって画定される軸方向の軸の周りを回転する際に、粒子床１７８内の粒子はタンブリング撹拌を受ける。粒子の一部は、回転により一時的に上昇するが、重力により粉末床内に落下して戻ることがある。従って、粒子の大部分又は全てが、回転真空チャンバ１１２の下部１８０に残る。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバ１１２は、閾値回転速度未満の回転速度（例えば６－１５ＲＰＭの速度）で回転する。コントローラ１７０は、ドラムモータ１３０ａを動作させて、回転真空チャンバ１１２内で、交互の方向に回転運動（例えば、時計回りと反時計回りとの間での交互の回転運動）を生成するよう構成されうる。これは、コーティングの均一性を改善するために粒子の撹拌を助けうる。交互の方向の速度、例えば、チャンバ１１２が第１の方向対第２の方向に回転している時間の量は、リアクタシステム１００’’’によってコーティングされている特定の方策及び／又は粒子１７８に基づいて選択されうる。

いくつかの実施態様では、図４及び図５に描かれるように、パドルアセンブリ１３２の１つ又は複数のパドル１５８は、Ｑ－Ｑによって画定される軸方向の軸の周りでのパドルアセンブリの回転中の所与の時間には粒子床１７８と接触しない。例えば、パドル１５８ａは、粒子床１７８と接触し、パドル１５８ｂ及び１５８ｃは、パドルアセンブリ１３２の回転の瞬間に粒子床１７８と接触しない。

いくつかの実施態様では、図４に描かれているように、回転真空チャンバ１１２は、第１の方向１５２に回転し、パドルアセンブリ１３２は、第２の反対方向１６０に回転する。回転真空チャンバ１１２及びパドルアセンブリ１３２のそれぞれの回転中心は、回転真空チャンバ１１２の円筒部分の中心に位置合わせされた同じ軸方向の軸である。

いくつかの実施態様では、回転真空チャンバ１１２は、チャンバ１１２の内面１５０上にバッフルを含み、回転真空チャンバ１１２が第１の方向１５２への回転速度で軸方向の軸の周りを回転する際に、バッフルは、回転真空チャンバ１１２の第１の側面から回転真空チャンバ１１２の第２の側面へ、粒子床１７８からの粒子を移動させるように配向されうる。

図１及び図２を参照して上述したように、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８は、様々な構成を有することができる。ここでは、パドルアセンブリのパドル設計に関する３つの変形例を説明する。しかしながら、類似の機能を有する代替的な実施形態が想像されうる。一般に、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８が、リアクタシステム（例えば、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’）の動作中に回転真空チャンバ１１２内に存在する粒子１４８（及び／又は粒子床１７８）の機械的撹拌を提供するように、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８の形状及び配向が選択される。パドル１５８は、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’の動作中に、化学物質分配システム１２２から回転真空チャンバ１１２内にプロセスガスを注入するための、パドル１５８上に位置する１つ又は複数のガス出口１６６を更に含む。パドル１５８は、駆動軸（例えば、駆動軸１５６）上に固着され、駆動軸１５６に沿って配向され、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’の動作中（例えば、第２の方向１６０へのパドルアセンブリ１３２の回転運動中）に、回転真空チャンバ１１２の円筒部分の長さに沿って、機械的撹拌及びプロセスガス注入の実質的に均等な適用範囲を提供する。

図１－図５に描かれているように、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８は、すくい形状のパドルでありうる。図６Ａ－６Ｃは、すくい形状のパドル６００の様々な視界の概略図である。図６Ａに描かれているように、すくい形状のパドル６００は、パドルアセンブリの駆動軸（例えば、パドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６）に連結されるベース軸６０２を含む。パドルは、パドル６００のベース軸６０２に連結されたクロスバー６０４と、クロスバー６０４にそれぞれ連結され、パドル６００のベース６０８から離れて延びる複数の歯６０６とを更に含む。複数の歯６０６は、５０－１００ｍｍ（例えば７８ｍｍ）の範囲の長さを有しうる。歯６０６の輪郭は、パドルアセンブリが回転する際に、歯６０６が粉末を通って穏やかに移動するように選択することができる。１つの例では、歯６０６は涙滴形状である。

いくつかの実施態様では、パドル６００がパドルアセンブリの駆動軸（例えば、パドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６）に固着されたときに、パドル６００の歯６０６の外面６０７（例えば、外面１１５）間の距離（例えば、間隙１１７）が、回転真空チャンバ（例えば、回転真空チャンバ１１２）の内面から閾値距離（例えば、１－３ｍｍ）未満であるように、パドル６００の寸法（例えば、ベース軸６０３の長さ、及び歯６０６の長さ６０５）が選択されうる。

ベース軸６０２、クロスバー６０４、及び複数歯６０６の各々は、パドルマニホールド（例えば、パドルマニホールド１６４）に連結される内部配管及び／又は通路６１０を有する。プロセスガスは、ベース軸６０２を通ってクロスバー６０４に流入し、更に内部配管及び／又は通路６１０を介して、複数の歯６０６内に流入しうる６１２。図６Ｂは、パドル６００の歯６０６内の内部配管及び／又は通路６１０の例示的な位置を示す「トップダウン」図Ｃを示す。

次に、図６Ｃに示すように、プロセスガスは、例えば、各歯６０６上に位置する１つ又は複数のガス出口６１４といった、パドル６００上に位置する複数のガス出口６１４（例えば、ガス出口１６６）を介して、回転真空チャンバ（例えば、回転真空チャンバ１１２）内に注入される。ガス出口６１４は、０．５－３ｍｍの範囲の直径（例えば直径１ｍｍ）を有し、隣接するガス出口６１４間の間隔が５－１５ｍｍの範囲（例えば、８ｍｍの間隔）でありうる。歯６０６当たりのガス出口６１４の数は、５－２０個のガス出口６１４の範囲（例えば、歯６０６当たり７個のガス出口６１４）でありうる。ガス出口６１４は、歯６０６の幅を二等分する線に沿って歯６０６上に配置することができる。

いくつかの実施態様では、複数のガス出口６１４は、パドル６００の複数の歯６０６上に位置する。例えば、各歯６０６は、単一のガス出口６１４を有しうる。複数のガス出口６１４は、パドル６００が回転真空チャンバ１１２内で第２の方向（例えば、第２の方向１６０）の周りを回転しているときに、パドル６００の後方エッジに対応する、各歯６０６のＢによって示される表面上に位置する。図６Ｃには、各ガス出口６１４間に均等に分布された間隔６１６を有する軸Ｄ－Ｄに沿って位置合わせされた複数のガス出口６１４として示されているが、複数のガス出口は、互いに対してオフセットされ、かつ／又は可変間隔を有しうる。

いくつかの実施態様では、パドルアセンブリ（例えば、パドルアセンブリ１３２）のパドルは、Ｔ字型である。図６Ｄ－６Ｇは、帯電防止ブラシ構成要素６６４を備える場合と備えない場合のＴ字型パドル６５０の様々な図の概略図である。図６Ｄに描かれるように、Ｔ字型パドル６５０は、ベース軸６５２とクロスバー６５４とを含み、ベース軸６５２は、パドルアセンブリの駆動軸（例えば、パドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６）に連結され、クロスバー６５４は、ベース軸６５２が駆動軸に連結される面とは反対側のベース軸６５２の端６５６に位置する。

いくつかの実施態様では、パドル６５０がパドルアセンブリの駆動軸（例えば、パドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６）に固着されるときに、クロスバー６５４の表面６５５（例えば、表面１１５）間の距離（例えば、間隙１１７）が、回転真空チャンバ（例えば、回転真空チャンバ１１２）の内面から閾値距離（例えば、１－３ｍｍ）未満であるように、パドル６５０の寸法（例えば、ベース軸６５２の長さ６５１及びクロスバー６５４の幅６５３）が選択されうる。

ベース軸６５２及びクロスバー６５４の各々は、パドルマニホールド（例えば、パドルマニホールド１６４）に連結される内部配管及び／又は通路６１０を有する。プロセスガスは、ベース軸６５２を通って、内部配管及び／又は通路６１０を介して、クロスバー６５４に流入しうる６３０。図６Ｅは、パドル６５０のクロスバー６５４内の内部配管及び／又は通路６１０の例示的な位置を示す「トップダウン」図Ｃを示す。

次に、図６Ｆに示すように、プロセスガスは、例えば、クロスバー５４上に位置する１つ又は複数のガス出口６５８といった、パドル６５０上に位置する複数のガス出口６５８（例えば、ガス出口１６６）を介して、回転真空チャンバ（例えば、回転真空チャンバ１１２）内に注入される。ガス出口６５８は、０．５ｍｍ－３ｍｍの範囲の直径（例えば１ｍｍの直径）を有し、ガス出口６５８間の間隔は、５－１５ｍｍの範囲（例えば、各ガス出口６５８間で１０ｍｍ）でありうる。各パドル６５０上に位置するガス出口６５８の数は、５－２０個のガス出口６５８の範囲内（例えば、８個のガス出口）にありうる。いくつかの実施態様では、複数のガス出口６５８は、パドル６５０のクロスバー６５４上に位置し、複数のガス出口６５８は、パドル６５０が回転真空チャンバ１１２内で第２の方向（例えば、第２の方向１６０）の周りで回転しているときに、パドル６５０の後方エッジに対応する、クロスバー６５４のＥによって示される表面上に位置する。Ｔ字型パドル６５０を含むパドルアセンブリの更なる詳細は、図７Ａ、７Ｂを参照して以下で議論される。

図６Ｆには、各ガス出口６５８の間に均等に分布された間隔６６０を有する軸Ｇ－Ｇに沿って位置合わせされた複数のガス出口６５４として示されているが、複数のガス出口は、互いに対してオフセットされ、かつ／又は可変間隔を有しうる。複数のガス出口６５８は、パドル６５０の後方エッジ上に、Ｅで示されるクロスバーの後方エッジ表面の表面上の複数の列及び／又は複数のパターンで分布されうる。ここで、パドルアセンブリにより回転真空チャンバ（例えば、パドルアセンブリ１３２により回転真空チャンバ１１２）に注入されるプロセスガスの実質的に均等な分布を最適化するように、複数のガス出口６５８の構成が選択されうる。

いくつかの実施態様では、Ｔ字型パドル６５０は、図６Ｇに示されるように、クロスバー６５４の外面６５５上に位置する帯電防止ブラシ構成要素６６２を更に含む。帯電防止ブラシ構成要素６６２は、半可撓性材料（例えば、高温不活性ゴム／プラスチック、薄いアルミニウムフィンなど）から構成することができる。パドルアセンブリの回転運動中に回転真空チャンバの内面から粒子（例えば、粒子１４８及び／又は粒子床１７８）を掃引するために、帯電防止ブラシ６６２の材料は、回転真空チャンバの内面に接触するように選択されうる。帯電防止ブラシ構成要素６６２と回転真空チャンバ１１２の内面との間の接触による、回転真空チャンバの内面の損傷を回避する（例えば、表面の引っ掻き又はへこみを回避する）ように、帯電防止ブラシ構成要素６６２の材料が更に選択されうる。

パドル６５０が固定され、回転真空チャンバ内のパドルアセンブリの駆動軸（例えば、回転真空チャンバ１１２内のパドルアセンブリ１３２の駆動軸１５６）上に配向されるときに、帯電防止ブラシ構成要素６６２は、Ｔ字型パドル６５０の端面６５５の間に位置し、回転真空チャンバの内面（例えば、回転真空チャンバ１１２の内面１５０）と接触する。

いくつかの実施態様では、帯電防止ブラシ構成要素６６２は、複数のフィン６６４を含み、帯電防止ブラシ構成要素６６２のフィン６６４の密度及び／又は間隔は、回転真空チャンバに対するパドルアセンブリの完全な回転（例えば、３６０度）を通して、回転真空チャンバの内面の全長を確実に覆うように選択されうる。

いくつかの実施態様では、図１－５を参照して説明したリアクタシステム１００、１００’、及び１００’’’は、Ｔ字型パドル６５０を含みうる。図７Ａ及び図７Ｂは、Ｔ字型パドル（例えば、Ｔ字型パドル６５０）を有する図１－図５のリアクタシステムの概略側面図である。Ｔ字型パドル６５０のクロスバー６５４の表面１１５と回転真空チャンバ１１２の内面１５０との間の間隙１１７は、閾値距離未満（例えば、３ｍｍ未満）でありうる。

いくつかの実施態様では、パドルアセンブリ１３２の回転運動動作中に、回転真空チャンバ１１２の円筒部分の長さに沿って複数のパドル６５０にわたる実質的に均等な機械的撹拌及びプロセスガス注入が存在するように、軸方向の軸Ｑ－Ｑに沿ったパドルアセンブリ１３２のＴ字型パドル６５０の間隔７０２が選択されうる。いくつかの実施態様では、間隔７０２は、ゼロ又はゼロ未満でありうる（例えば、Ｔ字型パドル６５０が重なりうる）。

いくつかの実施態様では、図７Ｂを参照して説明したように、Ｔ字型パドル６５０は、帯電防止ブラシ構成要素６６２を含みうる。図７Ｂは、帯電防止ブラシ構成要素を含むＴ字型パドルを備えた図１－５のリアクタシステムの概略側面図である。パドルアセンブリ１３２のＴ字型パドル６５０上に位置する帯電防止ブラシ構成要素６６２は、回転真空チャンバ１１２の内面１５０と接触している。

リアクタシステムの動作
図８は、粒子をコーティングするためにリアクタシステムを利用する例示的なプロセスのフロー図である。第１のステップでは、粒子が回転真空チャンバ内に分配される（８０２）。図１－７を参照して説明されるように、リアクタシステム（例えば、リアクタシステム１００、１００’、及び１００’’’）は、外部の静止真空チャンバ１１０及び内部の回転真空チャンバ１１２を含み、ここで、静止真空チャンバ及び回転真空チャンバのそれぞれの上のローディングポート（例えば、ローディングポート１７２、１７４）は、リアクタシステム内にコーティングされる粒子の搬送／搬出ができるように、位置合わせされうる。

粒子（例えば、粒子１４８）は、薬物（例えば、上述の薬物のうちの１つ）を含む固体コアを有しうる。固体コアは、オプションで、賦形剤を含むこともできる。任意のローディングポート（例えば、ローディングポート１７２、１７４）が密閉されると、コントローラ（例えば、コントローラ１７０）は、粒子上に薄膜金属酸化物層及び／又は薄いポリマー層を形成するために、方策に従ってリアクタシステム（例えば、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’）を動作させる。

粒子が回転真空チャンバの内壁上にトロイドを形成するように、回転真空チャンバは、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って第１の方向に沿って回転される（８０４）。いくつかの実施態様では、コントローラ（例えば、コントローラ１７０）は、粒子が回転真空チャンバ１１２の内壁１５０上にトロイドを形成するように、ドラムモータ（例えば、ドラムモータ１３０ａ）を動作させて、閾値回転速度よりも大きい回転速度で、回転真空チャンバ（例えば、回転真空チャンバ１１２）内に回転運動を発生させるように構成される。閾値回転速度は、例えば、１０ＲＰＭ、１２ＲＰＭ、１５ＲＰＭ等の回転速度でありうる。

いくつかの実施態様では、コントローラは、ドラムモータを動作させて、閾値回転速度未満の回転真空チャンバの回転速度で、回転真空チャンバの回転運動を発生させるように構成される。閾値回転速度未満の回転速度について、回転真空チャンバは、回転真空チャンバが第１の方向に回転しているときに、粒子が回転真空チャンバの下部を充填するように、回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って第１の方向に回転される（８０５）。閾値回転速度未満の回転速度は、例えば、６－１５ＲＰＭの範囲でありうる。１つの例では、回転真空チャンバ１１２が第１の方向１５２に回転し、粒子床１７８内の粒子がタンブリング撹拌を受けるように、回転真空チャンバ１１２の下部１８０が粒子床１７８で充填される。

回転真空チャンバは、回転真空チャンバの軸方向の軸上に位置合わせされた回転真空チャンバ内の真空ポートを通して排気される（８０６）。いくつかの実施態様では、真空源１３４は、静止真空チャンバ１１０（例えば、フィルタ１７６を介して）を介して、排気マニホールド１３４を通って、回転真空チャンバ１１２を排気する。低圧環境は、回転真空チャンバ１１２内に、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－５００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで確立されうる。

パドルアセンブリは、複数のパドルが駆動軸を周回するように第２の方向に回転される（８０８）。いくつかの実施態様では、コントローラ１７０は、パドルモータ１３０ｂを動作させて、第２の回転速度で第２の方向１６０へのパドルアセンブリ１３２の回転運動を発生させるように構成される。パドルアセンブリ１３２の第２の回転方向は、回転真空チャンバ１１２の第１の回転方向と同じ方向であっても、又は逆の方向であってもよい。コントローラ１７０は、パドルモータ１３０ａに２００ｒｐｍまでの回転速度でパドルアセンブリ１３２の回転運動を発生させるように構成されうる。

プロセスガスは、複数のパドル上に位置する複数のガス出口を通して、粒子内に注入される（８１０）。いくつかの実施態様では、リアクタシステムは、コーティングのガス前駆体を回転真空チャンバ１１２に導入することによって、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤ薄膜コーティングプロセスを実行する。ガス前駆体は、代わりに、回転真空チャンバ１１２内にスパイクされる。これにより、堆積プロセスが無溶媒プロセスとなりうる。堆積プロセスの半反応は自己制御であり、オングストローム又はナノメートルレベルの堆積制御が提供されうる。更に、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤは、低温条件（例えば５０℃未満、例えば３５℃未満）で行うことができる。プロセスガスの流量は、注入されているプロセスガスの種類に基づいて選択されうる。たとえば、Ｈ_２Ｏプロセスガスの流量は、１０ｋｇの粉末に対して１－２標準リットル／分（ｓｌｍ）の気化した前駆体でありうる。別の例では、Ｈ_２Ｏプロセスガスの流量は、表面積の小さい粉末について、０．５－１ｓｌｍの範囲となりうるだろう。別の例では、ＴＭＡ又はＴｉＣｌ_４は、例えば、１ｓｌｍ未満の体積流量を有しうる。別の例では、キャリアガス流量は、例えば、１０－１５ｋｇの粉末について１－３ｓｌｍの範囲でありうる。

ＡＬＤ方法に適した反応物は、モノマー蒸気、金属有機物、金属ハロゲン化物、オゾン又は水蒸気などの酸化剤、及びポリマー又はナノ粒子エアロゾル（乾燥又は湿式）のいずれか、又はこれらの組み合わせを含む。例えば、第１の流体源１４２ａは、ガス性トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）又は四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）を提供し、第２のガス源１３８ｂは、水を提供しうる。ＭＬＤ法については、例として、液体源１４２ｃが、アジポイル塩化物を提供し、第４液体１４２ｄが、蒸発性又はガス性エチレンジアミンを供給しうる。

いくつかの実施態様では、プロセスガスの１つは、パドルアセンブリ１３２が回転する際に、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８上に位置するガス出口１６６を通って、化学物質供給システム１２２から粒子１４８に流入する。パドルアセンブリ１３２の回転は、粒子を撹拌してそれらを分離状態に保ち、粒子の大きな表面積が露出したままになることを保証する。これにより、粒子表面とプロセスガスとの迅速で均一な相互作用が可能になる。

ＡＬＤプロセス及びＭＬＤプロセスの両方について、２つの反応ガスが回転真空チャンバ１１２に交互に供給され、反応ガスを供給する各ステップの後にパージサイクルが続き、そのパージサイクルでは、不活性ガスがチャンバ１１２に供給されて、前のステップで使用された反応ガス及び副生成物を押し出す。

いくつかの実施態様では、リアクタシステムは、例えばＡＬＤプロセスのために、連続流動作モードで操作される。ＡＬＤプロセスの間、コントローラ１７０は、以下のようにリアクタシステム（例えば、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’）を動作させることができる。第１の反応物半サイクルでは、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｉ）化学物質分配システム１２２は、粒子１４８（例えば、粒子床１７８）が第１の反応ガスで飽和されるまで、第１の反応ガス（例えば、ＴＭＡ）を、パドル１５８上に位置するガス出口１６６を介して、ガス源１３８ａから回転真空チャンバ１１２に流入させるように操作される。例えば、第１の反応ガスは、特定の流量でかつ特定の時間にわたって、又はセンサがチャンバ１１２内の第１の反応ガスの特定の第１の圧力又は分圧を測定するまで、流れうる。いくつかの実施態様では、第１の反応ガスは、チャンバに流入する際に不活性ガスと混合される。特定の圧力又は分圧は、０．１Ｔｏｒｒから反応ガスの飽和圧力の半分まででありうる。
ｉｉ）第１の反応ガスの流れが停止され、真空源１３４は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－１００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｉ）－（ｉｉ）は、方策によって設定された回数、例えば２－１０回繰り返すことができる。

次に、第１のパージサイクルにおいて、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｉｉｉ）化学物質分配システム１２２は、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８上に位置するガス出口１６６を介して、ガス源１３８ｅからチャンバ１１２内に、不活性ガス（例えば、Ｎ_２）のみを流すように操作される。不活性ガスは、特定の流量でかつ特定の時間にわたって、又はセンサがチャンバ１１２内の不活性ガスの特定の第２の圧力を測定するまで、流れうる。第２の特定の圧力は、１－１００Ｔｏｒｒでありうる。
ｉｖ）真空源１３４は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－５００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｉｉｉ）－（ｉｖ）は、方策によって設定された回数、例えば６－２０回繰り返すことができる。

第２の反応物半サイクルでは、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｖ）化学物質分配システム１２２は、粒子１４８が第２の反応ガスで飽和するまで、第２の反応ガス（例えば、Ｈ_２Ｏ）を、ガス源１３８ｂから、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８に位置するガス出口１６６を介して、チャンバ１１２に流入させるように操作される。再び、第２の反応ガスは、特定の流量で、特定の時間にわたって、又はセンサがチャンバ１１２内の第２の反応ガスの特定の第３の圧力又は分圧を測定するまで、流れうる。いくつかの実施態様では、第２の反応ガスは、チャンバに流入する際に不活性ガスと混合される。第３の圧力は、第２の反応ガスの飽和圧力の０．１Ｔｏｒｒから半分でありうる。
ｖｉ）真空源１３４は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－５００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｖ）－（ｖｉ）は、方策によって設定された回数、例えば２－１０回繰り返すことができる。

次に、第２のパージサイクルが実行される。ステップ（ｖｉｉ）及び（ｖｉｉ）を伴うこの第２のパージサイクルは、第１のパージサイクルと同一であってもよく、又はステップ（ｉｉｉ）－（ｉｖ）の異なる繰り返し回数及び／又は異なる特定の圧力を有してもよい。

第１の反応物半サイクル、第１のパージサイクル、第２の反応物半サイクル、及び第２のパージサイクルのサイクルは、方策によって設定された回数、例えば、１－１０回繰り返されうる。

動作は、ＡＬＤプロセスを用いて上述したが、動作は、ＭＬＤについても同様である。特に、ステップ（ｉ）及び（ｖ）において、反応ガスは、ポリマー層の堆積のための適切なプロセスガス及び圧力で置換される。例えば、ステップ（ｉ）は、蒸気又はガス状の塩化アジポイルを使用でき、ステップ（ｖ）は、蒸気のエチレンジアミンを使用できる。

更に、動作は、ＡＬＤ又はＭＬＤプロセスを用いて上述されているが、このシステムは、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスのために使用することができるだろう。この場合、両方の反応物は、例えば、ステップ（ｉ）の間に、チャンバ内で反応するように、チャンバ１１０に同時に流入される。第２の反応物半サイクルは省略することができる。

いくつかの実施態様では、リアクタシステム（例えば、リアクタシステム１００、１００’、１００’’’）は、パルス流動作モードで動作し、ガス（例えば、反応ガス及び／又は不活性ガス）の１つ又は複数は、パルスで供給することができ、このパルスでは、チャンバ１１２が、特定の圧力までガスで満たされ、遅延時間が経過可能であり、次のパルスが始まる前に、チャンバが真空源１３４によって排気される。

特に、ＡＬＤプロセスの場合、コントローラ１７０は、以下のようにリアクタシステム１００を動作させることができる。

第１の反応物半サイクルでは、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｉ）化学物質分配システム１２２は、第１の特定の圧力がチャンバ１１２内で実現されるまで、ガス源１３８ａからパドルアセンブリ１３２のパドル１５８上に位置するガス出口１６６を介してチャンバ１１２内に第１の反応ガス（例えばＴＭＡ）を流入させるように操作される。特定の圧力は、反応ガスの飽和圧力の０．１Ｔｏｒｒから半分でありうる。
ｉｉ）第１の反応ガスの流れは停止され、例えば、コントローラ内のタイマによって測定されるように、特定の遅延時間が経過可能となる。これは、第１の反応物が回転真空チャンバ１１２内の粒子１４８を通って流れ、粒子の表面と反応できるようにする。
ｉｉｉ）真空源１３４は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－１００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｉ）－（ｉｉｉ）は、方策によって設定された回数、例えば２－１０回繰り返すことができる。

次に、第１のパージサイクルにおいて、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｉｖ）化学物質分配システム１２２は、第２の特定の圧力が実現されるまで、不活性ガス（例えば、Ｎ_２）を、ガス源１３８ｅから、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８上に位置するガス出口１６６を介してチャンバ１１２に流入させるように操作される。第２の特定の圧力は、１－１００Ｔｏｒｒでありうる。
ｖ）不活性ガスの流れは停止され、例えば、コントローラ内のタイマによって測定されるように、特定の遅延時間が経過可能となる。これにより、不活性ガスが粒子床１０内の粒子を通って拡散し、反応ガス及び任意の蒸気状の副生成物を置換することが可能になる。
ｖｉ）真空源１３２は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－５００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｉｖ）－（ｖｉ）は、方策によって設定された回数、例えば６－２０回繰り返すことができる。

第２の反応物半サイクルでは、ドラムモータ１３０ａが回転真空チャンバ１１２を回転させ、パドルモータ１３０ｂがパドルアセンブリ１３２を回転させて、粒子１４８を撹拌する。
ｖｉｉ）化学物質分配システム１２２は、第３の特定の圧力が実現されるまで、第２の反応ガス（例えば、Ｈ_２Ｏ）を、ガス源１３８ｂから、パドルアセンブリ１３２のパドル１５８上に位置するガス出口１６６を介してチャンバ１１２に流入させるように操作される。第３の圧力は、反応ガスの飽和圧力の０．１Ｔｏｒｒから半分でありうる。
ｖｉｉｉ）第２の反応ガスの流れは停止され、例えば、コントローラ内のタイマによって測定されるように、特定の遅延時間が経過可能となる。これは、第２の反応ガスが粒子１４８を通って流れ、回転真空チャンバ１１２内の粒子の表面と反応できるようにする。
ｉｘ）真空源１３４は、チャンバ１１２を、例えば、１Ｔｏｒｒ未満の圧力、例えば、１－５００ｍＴｏｒｒ、例えば、５０ｍＴｏｒｒまで排気する。

これらのステップ（ｖｉｉ）－（ｉｘ）は、方策によって設定された回数、例えば２－１０回繰り返すことができる。

次に、第２のパージサイクルが実行される。この第２のパージサイクルは、第１のパージサイクルと同一であってもよく、又はステップ（ｉｖ）－（ｖｉ）の異なる繰り返し回数及び／又は異なる遅延時間及び／又は異なる圧力を有してもよい。

第１の反応物半サイクル、第１のパージサイクル、第２の反応物半サイクル、及び第２のパージサイクルのサイクルは、方策によって設定された回数、例えば、１－１０回繰り返されうる。

更に、ガス（例えば、反応ガス及び／又は不活性ガス）の１つ又は複数は、パルスで供給することができ、このパルスでは、回転真空チャンバ１１２が特定の圧力までガスで満たされ、遅延時間が経過可能となり、次のパルスが始まる前に、チャンバが真空源１３４によって排気される。

動作は、ＡＬＤプロセスを用いて上述したが、ＭＬＤについても同様である。特に、ステップ（ｉ）及び（ｖｉｉ）において、反応ガスは、ポリマー層の堆積のための適切なプロセスガス及び圧力で置換される。例えば、ステップ（ｉ）は、蒸気状又はガス状の塩化アジポイルを使用することができ、ステップ（ｖｉｉ）は、蒸気状エチレンジアミンを使用することができる。

更に、動作は、ＡＬＤ又はＭＬＤプロセスを用いて上述されているが、このシステムは、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスのために使用することができるだろう。この場合、両方の反応物は、例えば、ステップ（ｉ）の間に、チャンバ内で反応するように、チャンバ１１０に同時に流入される。第２の反応物半サイクルは省略することができる。

上述のように、コーティングプロセスは、低温、例えば５０℃未満、例えば３５℃以下で行うことができる。特に、粒子１４８は、上記のステップ（ｉ）－（ｉｘ）の全ての間、そのような温度に留まるか、又は維持されうる。一般に、リアクタチャンバの内部の温度は、ステップ（ｉ）－（ｉｘ）の間、３５℃を超えない。これは、第１の反応ガス、第２の反応ガス、及び不活性ガスを、それぞれのサイクル中にそのような温度でチャンバ内に注入させることによって達成することができる。加えて、チャンバの物理的構成要素は、例えば、必要に応じて、冷却システム（例えば熱電冷却器）を使用して、そのような温度に留まるか、又は維持されうる。

いくつかの実施態様では、コントローラは、例えば上述のプロセスを使用して、リアクタシステム１００に、まず、薬物含有粒子上に金属酸化物層を堆積させ、次いで、粒子上の金属酸化物層の上にポリマー層を堆積させることができる。いくつかの実施態様では、コントローラは、交互の組成の層を有する多層構造を形成するように、リアクタシステム１００に、金属酸化物層を堆積させることと、薬物含有粒子上にポリマー層を堆積させることとを交互に行わせることができる。

本明細書に記載のシステムのコントローラ１７０及び他のコンピューティングデバイスパーツは、デジタル電子回路で、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアで実装することができる。例えば、コントローラは、コンピュータプログラム製品（例えば、非一時的マシン可読ストレージ媒体）内に記憶されたコンピュータプログラムを実行する、プロセッサを含みうる。このようなコンピュータプログラム（また、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られている）は、コンパイルされた又は翻訳された言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、スタンドアロンプログラムとして、又はモジュール、構成要素、サブルーチン、若しくはコンピューティング環境での使用に適したその他のユニットとして含む任意の形式で展開することができる。いくつかの実施態様では、コントローラ１０５は、汎用プログラマブルコンピュータである。いくつかの実施態様では、コントローラは、特殊目的論理回路、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を用いて実装することができる。

１つ又は複数のコンピュータのシステムが特定の操作又は動作を実行するように構成されているとは、操作中にシステムに操作又は動作を実行させるソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせがシステムにインストールされていることを意味する。１つ又は複数のコンピュータプログラムが特定の操作又は動作を実行するように構成されているとは、１つ又は複数のプログラムが、データ処理装置によって実行された時に、装置に操作又は動作を実行させる命令を含むことを意味する。本開示は、金属酸化物の１つ又は複数の層及び／又はポリマーの１つ又は複数の層によってカプセル化されたＡＰＩ含有粒子を含む医薬組成物を調製するための装置及び方法を提供する。コーティング層は、共形であり、全体で数ナノメートルから数マイクロメートルまでの制御された厚さである。コーティングされる物品は、ＡＰＩのみ、又はＡＰＩと１つ又は複数の賦形剤との組み合わせから構成されうる。本明細書に記載のコーティングプロセスは、コーティングされていないＡＰＩと比較してＡＰＩのガラス転移温度が上昇し、コーティングされていないＡＰＩと比較してＡＰＩのアモルファス形態の結晶化速度が低下し、コーティングされていないＡＰＩと比較して粒子中のＡＰＩ分子の表面移動度が低下したＡＰＩを提供することができる。重要なことに、粒子の溶解を変えることができる。コーティングは比較的薄いので、高い薬物負荷を有する医薬品を実現することができる。最後に、同じリアクタ内で複数のコーティングを施すことができるので、コスト及び製造の容易さに関して利点がある。

相対的な位置決めという用語は、システム内の構成要素の相対的な位置決め、又は操作中の構成要素の配向を指すために使用され、リアクタシステムが、輸送、組み立てなどの間、垂直配向又は他の何らかの配向に保持されうると理解すべきである。本発明の多くの実施形態が記載されてきた。それでもなお、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、様々な修正が行われうると理解されよう。

Claims (20)

1. 粒子をコーティングするためのリアクタであって、該リアクタは、
   １つ又は複数のモータと、
   コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、前記回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、前記回転真空チャンバは、前記１つ又は複数のモータに連結されて、前記回転真空チャンバの前記円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に回転する、回転真空チャンバと、
   前記回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、
   前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸に沿って前記回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び各パドルが前記駆動軸から半径方向に延びる複数のパドルを含む、パドルアセンブリであって、前記１つ又は複数のモータによる前記駆動軸の回転により、前記複数のパドルが前記駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、前記回転可能な駆動軸が前記１つ又は複数のモータに連結され、前記複数のパドルが、前記軸方向の軸の周りに等角度間隔で配置されている、パドルアセンブリと、
   前記複数の粒子の一部が前記回転真空チャンバの下部に残る粒子床をもたらす回転速度で、前記回転真空チャンバの前記円筒部分の前記軸方向の軸を中心に前記回転真空チャンバを、前記１つ又は複数のモータにより第１の方向に回転させるように構成されたコントローラと、
   前記複数の粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、前記複数のパドルがそれぞれ、前記複数の粒子に前記プロセスガスを注入するための前記化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムと
   を備え、
   前記ガス出口は、前記複数のパドルが周回する稼働時に、前記複数の粒子によって形成された粒子床内に少なくとも１つのガス出口が位置することにより、前記回転真空チャンバ内に保持された前記複数の粒子に前記プロセスガスを浸透させるように、前記回転真空チャンバの内面から距離を置いて前記複数のパドル上に配置されている、リアクタ。
2. 前記第１の方向への回転が、前記第２の方向への回転と同じ回転方向である、請求項１に記載のリアクタ。
3. 粒子をコーティングするためのリアクタであって、該リアクタは、
   １つ又は複数のモータと、
   コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、前記回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、前記回転真空チャンバは、前記１つ又は複数のモータに連結されて、前記回転真空チャンバの前記円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に回転する、回転真空チャンバと、
   前記回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、
   前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸に沿って前記回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び前記駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含む、パドルアセンブリであって、前記１つ又は複数のモータによる前記駆動軸の回転により、前記少なくとも１つのパドルが前記駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、前記回転可能な駆動軸が前記１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、
   前記複数の粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、前記少なくとも１つのパドルが、前記複数の粒子に前記プロセスガスを注入するための前記化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムと
   を備え、
   前記化学物質供給システムの前記ガス出口が、前記少なくとも１つのパドルの後方エッジ上に位置する、リアクタ。
4. 真空ポートが、前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸と一直線上に位置する、請求項３に記載のリアクタ。
5. 前記少なくとも１つのパドルが、前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸に沿って、前記回転真空チャンバの長さ全体にわたって掃引するように構成された複数のパドルである、請求項３に記載のリアクタ。
6. 前記複数のパドルが、前記パドルの外側エッジの間に位置し、かつ前記回転真空チャンバの前記内径の表面と接触する帯電防止ブラシを更に備える、請求項１に記載のリアクタ。
7. 粒子を前記回転真空チャンバに供給するか、又は前記回転真空チャンバから粒子を受け取るためのポートを更に備える、請求項１に記載のリアクタ。
8. 前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸が、重力に対して水平に配向される、請求項１に記載のリアクタ。
9. 粒子をコーティングするためのリアクタであって、
   １つ又は複数のモータと、
   コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、前記回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、前記１つ又は複数のモータに連結される回転真空チャンバと、
   前記１つ又は複数のモータに、前記複数の粒子を前記回転真空チャンバの前記内径に対して遠心分離させるのに十分な回転速度で、前記回転真空チャンバを、前記回転真空チャンバの前記円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に回転させるように構成されたコントローラと、
   前記回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、
   前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸に沿って前記回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び前記駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含む、パドルアセンブリであって、前記１つ又は複数のモータによる前記駆動軸の回転により、前記少なくとも１つのパドルが前記駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、前記回転可能な駆動軸が前記１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、
   前記複数の粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、前記少なくとも１つのパドルが、前記複数の粒子に前記プロセスガスを注入するための前記化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムと
   を備えるリアクタ。
10. 前記リアクタを装着面上で支持するためのベースを備え、前記軸方向の軸が前記装着面に対して直角になるように、前記回転真空チャンバが前記ベースに固定される、請求項９に記載のリアクタ。
11. 前記第１の方向への回転が、前記第２の方向への回転とは反対の回転方向である、請求項９に記載のリアクタ。
12. 前記化学物質供給システムが反応物又は前駆体ガスを前記複数の粒子に注入しているときに、前記パドルの複数の歯が前記複数の粒子と接触するように、前記少なくとも１つのパドルが、前記複数の歯を含むすくい形状の特徴を備える、請求項９に記載のリアクタ。
13. 前記化学物質供給システムの前記ガス出口が、前記パドルの前記すくい形状の特徴の前記複数の歯のうちの少なくとも１つの歯の後方エッジ上に位置する、請求項１２に記載のリアクタ。
14. 前記パドルの外側エッジが、間隙によって前記回転真空チャンバの前記内径の表面から分離される、請求項１２に記載のリアクタ。
15. 前記少なくとも１つのパドルが、前記回転真空チャンバの前記内径の表面に平行なセグメントを含むＴ字型特徴を備える、請求項９に記載のリアクタ。
16. 粒子をコーティングするための方法であって、
    回転真空チャンバ内に粒子を分配することと、
    前記粒子が前記回転真空チャンバの内壁上にトロイドを形成するように、前記回転真空チャンバを、前記回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って第１の方向に回転させることと、
    前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸上で位置合わせされた前記回転真空チャンバ内の真空ポートを通して、前記回転真空チャンバを排気することと、
    複数のパドルが駆動軸を周回するように、パドルアセンブリを第２の方向に回転させることと、
    前記複数のパドル上に位置する複数のガス出口を通して、プロセスガスを前記粒子に注入することと
    を含む方法。
17. 原子層堆積又は分子層堆積によって、前記粒子をコーティングすることを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 粒子をコーティングするためのリアクタであって、該リアクタは、
    １つ又は複数のモータと、
    コーティングされる複数の粒子を保持するように構成された回転真空チャンバであって、前記回転真空チャンバの円筒部分が内径を有し、前記１つ又は複数のモータに連結される回転真空チャンバと、
    前記１つ又は複数のモータに、前記粒子がタンブリング撹拌を受けるような回転速度で、前記回転真空チャンバの前記円筒部分の軸方向の軸の周りを第１の方向に、前記回転真空チャンバを回転させるように構成されたコントローラと、
    前記回転真空チャンバからガスを排気するための真空ポートと、
    前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸に沿って前記回転真空チャンバを通って延びる回転可能な駆動軸、及び前記駆動軸から半径方向に延びる少なくとも１つのパドルを含むパドルアセンブリであって、前記１つ又は複数のモータによる前記駆動軸の回転により、少なくとも１つのパドルが前記駆動軸の周りを第２の方向に周回するように、前記回転可能な駆動軸が前記１つ又は複数のモータに連結される、パドルアセンブリと、
    前記複数の粒子にプロセスガスを注入するように構成された化学物質供給システムであって、前記少なくとも１つのパドルが、前記複数の粒子に前記プロセスガスを注入するための前記化学物質供給システムのガス出口を含む、化学物質供給システムと
    を備え、前記化学物質供給システムの前記ガス出口が、前記少なくとも１つのパドルの後方エッジ上に位置する、リアクタ。
19. 静止真空チャンバを更に備え、前記回転真空チャンバが、前記静止真空チャンバ内に配置される、請求項１８に記載のリアクタ。
20. 粒子をコーティングするための方法であって、該方法は、
    回転真空チャンバ内に粒子を分配することと、
    前記回転真空チャンバが第１の方向に回転しているときに、前記粒子が前記回転真空チャンバの下部を充填して、前記回転真空チャンバの下部に残る粉末床が形成されるように、前記回転真空チャンバを、前記回転真空チャンバの軸方向の軸に沿って前記第１の方向に回転させることと、
    前記回転真空チャンバの前記軸方向の軸上で位置合わせされた前記回転真空チャンバ内の真空ポートを通して、前記回転真空チャンバを排気することと、
    複数のパドルが駆動軸を周回するように、パドルアセンブリを第２の方向に回転させることと、
    前記複数のパドル上に位置する複数のガス出口を通して、プロセスガスを前記粒子に注入することと
    を含み、
    前記複数のガス出口は、前記粒子によって形成された粒子床内に少なくとも１つのガス出口が位置することにより、前記回転真空チャンバ内に保持された前記粒子に前記プロセスガスを浸透させるように、前記回転真空チャンバの内面から距離を置いて前記複数のパドル上に配置されている、方法。

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