JPH02502525A - 粉末の配分方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粉末の配分方法および装置 法と、この方法を実施するための装置に関する。

固体は、粗い表面を有する。これは、粉末、たとえば、微細な無機物質あるいは 微粒薬（ここではファンデルワールス力が主体を演じる）が小孔（ノズル）から 出るのを困難にしまたは不可能にする高い摩擦係数を生じさせる。それゆえに、 微細な固体および非常に微細な固体の計量はしばしば、これらの物質がキャリヤ ー媒体と一緒に貯蔵容器から放出する場合にのみ可能である。セラミックおよび 装身具産業では、水とセラミック粒子を混合し、ブラシで塗るか、あるいは懸濁 液をスプレィすることによって、この計量を行っている。微粒薬は、例えば吸入 あるいは鼻に使用するために、通常は、推進ガスを使って、エーロゾルに変換さ れる。

しかし、上述した放出方法は、流れ剤／液化推進ガスと懸濁物質との均質な混合 物がある場合にのみ有効である。固相と液相は一般に異なる密度を持っているの で、それらは、成る場合には、はんのわずかな時間静止してもしばしば分離する 。従って、装身具産業では現在非常に微細な材料を完全に自動的に適用すること はできない。計量用エーロゾルが治療目的に用られるときには、懸濁物を均質化 するために使用前に容器を振らなければならない。

けれども、推進ガスの本質的に望ましくない放出が依然として必要である。

前処理によって粒子の粗さを減する試みが既になされてきた。

しかし、今までのところ満足な結果は得られていない。

もし、可変な投薬量が要求されるならば特別な問題に遭遇する。

例えば、あるプロセスでは、最初に少量の粉末をノズルを通して流し、引き続い て、プロセスのパラメータの関数として、投薬量を増やすことが必要である。周 知の方法および装置では、これを達成することはできない。

調合剤の吸入では、個々の投薬量中の活性物質と吸入する空気とを組合わせるこ との問題がある。しかし、これを行うためには、個々の投薬量を例えば、技術的 に複雑な手順を必要とする堅いゼラチンカプセルに封入しなければならない。

本発明の目的は、推進ガスすなわち流れ剤を使用することなく、所望ならば、一 定量の計量装置から可変の投薬量で、非常に細かい粒径の固体材料すなわち活性 物質を放出することを可能にする方法およびこれを実施するための装置を提案す ることである。

この目的は、本発明によれば、小孔すなわちノズルを設けた容器内で、放出すべ き粒子を強く振動させるので振動が続く限り粒子が孔／ノズルから落下すること により達成される。

本発明による解決策は又、次の要件を満す。

ａ）単位時間当たりに放出される量を、一定に保つことができる。

ｂ）放出される量を、プロセスの要求（単位時間当たりに放出される異なる量） に応じて変化させることができる。

Ｃ）装置は取り扱うのが容易である。

ｃｌ）簡単な手段で、使用位置に運び、使用し、再び取り外すことができる。（ 種々の色（例えばエナメル粉末）をしばしばかわるがわる使用しなければならな い装身具産業では、本発明による色に対応する数の計量ユニットと位置決め装置 との結合は、有利な解決を与える）。

ｃ２）医療では、使用者が装置を容易に持ち運びできるように、装置を十分小型 にすることができる。

ｄ）装置は、それ自体周知の閉鎖機構を備えることができ、また所望ならば、全 体として放出される量を正確に決めることのできるように測定装置を備えること ができる。

ｅ）装置は、安価に製造でき、環境的に満足である。

本発明の対象物を、特定の、特に少量の微細な粉末を測定しなに、使用に適した 分野は、例えば、装身具産業、セラミック産業および医療技術である。医療技術 では、吸入によっておよび鼻に使用することによる粉末形態の薬の投与は、重要 な役割を演じる。

本発明を用いるときには、推進ガスの必要性なしに、正確に計量された量の粉末 薬を、ちょうどエーロゾル投与におけると同様に、数回投与することができる。

本発明による装置は、本質的には機械的振動を発生する装置と連結された放出ノ ズル（できれば貯蔵容器と組合わせた）からなる。

この連結は、直接でも間接でも良い。直接連結の場合、（任意に貯蔵容器と一緒 の）ノズルは、コイルに直接連結される。コイルを流れる断続電流は、確実に容 器内の粒子を振動させる。共鳴領域では、粒子がほんのわずか接触するか、ある いはまったく接触しない振動である。この効果の結果、表面の粗さは、もはやプ ロセスに影響するパラメータではなく、又ファンデルワールス力も克服される。

振動によって生ずる粒子の個々の運動は又、塊がもはやノズル孔の前に形成され ないことを確保する。すなわち粒子は邪魔し合わずネックすなわちノズルの孔を 通して所望の量落下する。

接触表面は、供給されるエネルギーの周波数と振幅を変えることによって正確に 調整することができる。もし周波数が粒子の固有共振から非常に離れているなら ば、粒子が接触し、落下する粒子の数は減少するだろう。

粒径は、一般に一定な公差範囲内にあるので、正確な処理量を周波数、振幅、お よび位置のパラメータを変えることによって、計量することができる。

間接連結の他の実施例では、ノズルは、ダイヤフラムに接着される。ダイヤフラ ムは、例えばコイルと発振器とからなる振動発生装置に連結される。この種の装 置は、小型構造の要件を満すために、小型あるいは超小型に作ることができる。

上の例では、発振器の周波数を、発振回路パラメータ（抵抗、インダクタンス、 キャパシタンス）によって変えることができ、振幅を、増幅の調整／制御によっ て変えることができる。実験室で完成した見本の試験により、計量の正確さを確 認した。

発振回路をセンサーに接続すれば、放出する量を、プロセスの要求に従って変化 させることができる。従って、医薬プロセスで流出する活性物質の量を、患者の 呼吸速度に適合させることができる。

計量の正確さを高めるために、計量装置の充填のレベルを連続的にモニターし、 与えられた公差限度内に調整することが、他の実施例によって考えられる。これ は、例えばオプトエレクトロニクスセンサーまたは重量センサーを用いることに よって行うことができる。

他の実施例では、振動が、コイルと電気子の形態で電磁的に適用されるのではな く、電動機によって適用される。計量装置は、アンバランスを持った電動機に連 結される。周波数と振幅の変化は、電動機の速度を変化させることによって、か つアンバランスを変化させることによってなし遂げられる。

他の実施例では、振動は、機械的組立体、例えばアンバランスを持ったゼンマイ モーターによって適用される。この解決策の長所は、電気的エネルギーの形態で 供給されるべき外部補助エネルギーを必要としない事である。従って、電池によ って引き起こされる環境問題を回避することができる。

他の実施例では、振動が、気力学および／またはフルイディックスの使用によっ て適用される。

他の実施例では、振動が、圧電効果に基ずく振動発生器の使用によって、あるい は変形例として超音波変換器の使用によって、適用される。

特に大きいユニットに適用する他の実施例では、振動発生装置を貯蔵容器に直接 据え付ける。電磁場によって、あるいはノズルに連結された貯蔵容器への直接的 なエネルギー供給によって、励振を外側から行うことができる。

この装置が、計量後停止している場合、所望ならば、追加の閉鎖機構を用いる必 要はない。しかし、もし装置を連続的に作動するならば、閉鎖機構は絶対必要で ある。これは、例えば、スライド部材あるいは変化するノズル孔の形態で構成さ れるのが良い。

従って、ノズル孔を構造上弾性にすることが実施例で提案される。

かくして、ノズル孔を、純機械的手段と電気的すなわち電磁位置決め手段との両 方によって、容易に変化させることができる。

他の実施例では、ノズル孔を測定装置に接続する。この測定装置は、ごく小さい 絶対量を測定することを可能にする。活性物質の正確な計量は、医療技術で絶対 必要である。

取り出しプロセスは、（１）計量と、（２）取り出しのステップからなる。ある 実施例では、例えば２つの測定装置が、受は止め装置をもつハーフシェルまたは ドリル孔の形態で設けられる。バーフシシェルは常に充填されており、同時に材 料すなわち活性物質が他方から取り出される。

他の実施例では、２つあるいは３つ以上のハーフシェル、または１つだけのハー フシェルが、スライド機構に組み込まれ、ノズルの下に間歇的に押される。

他の実施例では、計量装置は、取り扱い装置の一部である。従って、セラミック 産業での使用では、ロボットが装置からそれ自身の色を有する個々の計量装置を 取り、それを加工物に運び、計量装置の制御／調整回路に開放信号を出し、ロボ ットアームの移動でセラミック粒子を一緒に加え、再び計量装置を下げる、こと が考えられる。この位置では、計量装置は、上部の閉鎖機構によって、貯蔵容器 から自動的に補充される。

同様の適用は、医療分野で可能である。従って、例えば、計量装置を、小さい噴 霧瓶と同じ程度の寸法に小型にできる。

特に極めて微細な粉末（微粒薬のような）の放出を、粗い粒子（１０ミクロン以 上の寸法）あるいは相当細かい粒子（１ミクロン以下の寸法）の薬すなわち生理 的に受は入れられる賦形剤を加えることによって、改善することができる。この 方法による微粒薬の流れ特性の改善および取り扱いの容易化は、それ自体周知で ある。

ノズルすなわち貯蔵容器の中身と接触する水分は、問題である。

水分の影響を最少にするために、例えば、適当な膜たとえばボアテックス（Ｇｏ 　ｒ　ｅ　ｔ　ｅｘ）によって分離され、シリカゲルのような乾燥剤を収容する 室を貯蔵容器内に設けるのが良い。特に吸入療法で用いるために、逆止弁をノズ ルと、患者が吸入するマウスピースとの間に挿入するのが良い。この逆止弁は患 者が息をはくときに湿った空気がノズルに付いたり、ノズルの中に入り込むのを 防止する。本発明が治療目的に用いられる場合、粉末を取り出すときだけ開放さ れる、ノズルをおおう気密シールを設けるのが望ましい。

本発明の実施例を、添付図面により詳細に示す。

第１図は、本発明による計量装置を単一組立体の形態で示す。

貯蔵容器１に取付けられたノズル２は、電磁作動式スライド部材３によって開閉 することができる。コイルの振動発生装置は、二次巻線４と、保持装置６の内側 に設置された一次巻線５とを有する。一定周波数で脈動する電流がコイル５を流 れると、この装置は振動する。粒子７は互いに分離して、ノズル孔を落下する。

計量装置は可撓性チューブ８によって、より大きい貯蔵容器に連結される。この 貯蔵容器への連絡は、開閉装置９によって制御される。この開閉装置は、充填セ ンサー１０．１１に接続される。

センサーｌＯは最大容量を測定し、一方センサー１１は最小容量を測定する。

もしノズルそれ自体が移動することが出来ず、例えばそれが正確に位置決めされ ているときには、振動発生装置を貯蔵容器に組み込んでも良い。変形例として、 単に材料を、電磁場によって運動させることができる粒子、例えば防錆鉄の細粒 と混合させることができる。しかし、これらの粒子は、ノズル孔を落下すること ができないような寸法のものでなければならない。

第２図は、測定装置を用いて行われる、放出される量の正確な計量を示す。ノズ ルを参照番号１２で示す。測定装置は、くぼみ１４を有する回転円板１３の形態 である。図示した実施例では、くぼみは単にドリル孔である。ノズルの領域で孔 の下には、無空の板１５がある。手順は次の通りである。最初のステップで、測 子は測定装置を通って下方に落下する。同時に、第２測定装置は再び充填され、 従って材料すなわち活性物質の測定量がサイクル毎に落下する。

第３図は、本発明の簡単で小型の実施例を示す。これは、本質的には磁石１６、 コイル１フ、およびダイアフラム１８を有する小型のラウドスピーカ−からなり 、このダイヤフラム１８にプラスチックピン１９が接着されている。このプラス チックピン１９は、ラウドスピーカ−の振動を、プラスチックスリーブ２０を備 え放出すべき粉末を収容するガラスノズル２１の中身に伝える。

孔２２は、それ自体周知の閉鎖体を備えるのが有利である。

矩形波発生器によって発生した電気的振動は、ラウドスピーカ−によって、機械 的振動に変換される。ここで用いるラウドスピーカ−は、ダイナミックラウドス ピーカ−である。コイルは永久磁石の環状空隙内の自由振動位置にダイヤフラム によって保持される。ノズルはダイヤフラムに固定され、従って振動がノズルに 伝達され、このノズルは軸線方向に振動する。矩形波発生器の適切な調整によっ て、粉末に共振を起こさせる周波数を発生する。

特に、微粒化した粉末を放出するために、ノズル孔は、非常に小さい（直径１ｍ ｍ未満）。

第４図は、最も狭い個所が、可能な最少軸線方向寸法を有するノズル２１の実施 例を示す。これは、円維状に外方に広がる孔２２によって達成される。

第５図は、（はぼ第１図に相当する）本発明による装置を粉末薬の吸入装置にど のように組み込むことができるかを示している。

貯蔵容器１は、スライド部材３によって開閉されるノズル２を備える。コイル４ と、ホルダー６のコイル５とによって振動を発生する。この装置は、補給装置２ ３と、スイッチ接点２５と共に外方に揺動することのできるマウスピース２４と 、充填のレベルを目で調べるための覗き窓２６とを備えている。更に設けられた 構成部品は、真空センサー２７と、振動を発生させ個々の操作を調整する電子装 置２８である。

使用では、まずマウスピース２４を外方に揺動し、それによってスイッチ接点２ ５を作動し、電子装置をある時間作動する。真空センサー２７は、吸い込んだ息 の開始を検出し、次いでスライド部材３の開放を開始する。すると、電子装置２ ８が振動を発生し、この振動によって粉末の所望の投薬量を放出する。次いで真 空センサーが吸い込んだ息の終りを検出し、電子装置のスイッチを切る。

変形例として、例えば、振動発生の間、電子制御によって開放される円錐シール をノズルに用いても良い。

実施例かられかるように、本発明による概念は、当業者によって多くの仕方で修 正することが容易にできよう。例えば、多数のノズルを設け、あるいはノズル孔 をふるい状の構成とすることもできる。

国際調査報告 ″　　　”　　　　””ＰＣＴ／ＥＰ　８８１００２０２Ｓ＾　　　２１２９５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．粉末粒子に機械的振動を間接的にまたは直接適用することによって粉末粒子 をノズルを通過させ、振動の周波数を好ましくは粒子の固有の共振の範囲内に選 択することを特徴とする、微細粉末を計量して放出する方法。
2. ２．振動を、電気的に、電磁的に、電動機によって、機械的装置によって、フル イディックスによって、あるいは気力学によって、あるいは圧電／ピエゾセラミ ック振動発生器あるいは超音波変換器によって、生じさせることを特徴とする、 請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．振動発生装置が、一定または可変の周波数で、かつ一定または可変の振幅で 、作動することを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。
4. ４．放出される量を、更にノズル孔を変えることによって、または代わりとして ノズル孔を変えることによって、変化させることを特徴とする、請求の範囲第１ 項乃至第３項のいずれかに記載の方法。
5. ５．振動発生器に間接的にまたは直接連結された小孔すなわちノズルを持つ粉末 容器を有し、振動発生器によって粒子の固有の共振の周波数の振動あるいはこの 付近の周波数の振動を粒子に伝達することができることを特徴とする請求の範囲 第１項乃至第４項の方法を実施するための装置。
6. ６．振動発生器が、プロセスの要求により周波数、振幅、および所望ならば、振 動発生器の位置を変えることを可能にする制御／調整ユニットに連結されること を特徴とする、請求の範囲第５項に記載の装置。
7. ７．孔が、機械的に、電気的に、あるいは電磁的に、若しくは電子的に作動する 閉鎖機構を備えていることを特徴とする、請求の範囲第５項または第６項に記載 の装置。
8. ８．測定装置を備えていることを特徴とする、請求の範囲第５項乃至第７項のい ずれかに記載の装置。
9. ９．計量装置からの取り出しが、プロセスの要求に応じて間歇的なスライド部材 あるいは回転円板を使用することによって、放出の量と方向に応じて行なわれる ことを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の装置。
10. １０．振動発生装置は、貯蔵容器内に取付けられ、外部励起または外側からの直 接的なエネルギー供給によって作動することを特徴とする、請求の範囲第５項乃 至第９項のいずれかに記載の装置。