JPH08502904A - 低流量ネブライザ、噴霧化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 噴霧化装置（48）にして、担体気体中に取り込んで、噴霧化した薬剤および担体気体を含む投与気体混合体を形成すべく薬剤を保持するリザーバ部分（72）を備える、その内部に内部容積を画成するハウジング（262）と、前記内部容積と流れ連通状態にて前記ハウジングに接続され、投与気体混合体を該ハウジングから排出する排出ポート（22）と、ジェット通過部材（260）であって、（ｉ）担体気体を導入するための入口部分（44′）と、（ii）担体気体を内部容積内でジェットの形態にて排出し、ハウジングのリザーバ部分から薬剤を担体気体ジェット内に取り込み得るように前記ハウジングの内部容積内に配置されたノズル部分と、を有するジェット通過部材と、を備え、該ノズル部分が、貫通する担体気体の流れを受け入れるノズルオリフィス（203）を有し、該ノズルオリフィスが約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲の相当オリフィス直径を有することを特徴とする噴霧化装置である。

Description

【発明の詳細な説明】 低流量ネブライザ、噴霧化方法および装置発明の分野 本発明は、概ね呼吸器の治療に使用される低流量の噴霧療法および低流量のネ ブライザ装置に関し、特に呼吸器の治療において、液体薬剤の投与に有用である 常時接続された連続的な低気体流量の液体ネブライザに関する。関連技術の説明 物理的な換気を必要とする臨床患者は、呼吸困難症、慢性の喘息および肺の感 染症に罹ることが多い。上記およびその他の重大な呼吸器の治療法には、患者の 肺に薬剤を直接、投与する方法が含まれる。 こうした状態に対して薬剤を呼吸を利用して投与することは、非侵襲的であり 、また薬剤の迅速な作用を許容し、比較的少い投与量で済み、また患者の肝臓で 処理されず、全身的な副作用を生ず る可能性が少いから、経口、静脈内および皮下的に投与する方法よりも好ましい 。 噴霧化した溶液、またはエアロゾル化溶液は、呼吸を利用して薬剤を投与する ための好適な方法である。小さい粒子に細かくした場合、薬剤は肺の内部で薬が 作用する位置付近により効果的に付与される。 呼吸器薬剤は、液体または粉末のエアロゾルとして患者の肺に投与することが できる。臨床用エアロゾルは、現在ジェットまたは超音波ネブライザ、定量投与 吸入器（MDI）および乾燥粉末の吸入器により発生させている。 液体ネブライザは、当該技術分野で周知である。液体薬剤のエアロゾル化は、 加圧気体が流動するチャンバ（ネブライザバイアル）内に液体製品を投入して行 われる。ベルヌーイの定理を利用して、液体は呼吸チューブを通じて高速度の気 体経路内に吸引され、ミストとして分散される。このミストは慣性力によってネ ブライザから外に出て行く。 液体薬剤を肺に投与するネブライザには、ジェ ットネブライザおよび超音波ネブライザという、２つの主要な型式がある。従来 のジェットネブライザにおいて、コンプレッサまたは病院のエアラインからの圧 搾空気は、ジェットとして公知の狭小な絞り部分を通って流動する。これは低圧 の領域を形成し、リザーバからの液体薬剤は、供給チューブを通じて吸引され、 空気流によって液滴に分散される。ネブライザから直接でるのは最も小さい液滴 のみである一方、大部分は邪魔板および壁に強く当たりリザーバに戻される。そ のため、ジェットによる噴霧化は、当初の体積に依存して終了するまでに数分間 かかる。 ネブライザの重大な不利益は、１回の呼吸を利用するため、肺への付着量が少 ないことである。ジェットネブライザにて使用される投与量の相当部分は、邪魔 板におよびネブライザチャンバの内壁に無駄な量、即ち残量として恒久的に残り 発散されない。一般にネブライザ内に供給された投与量のうち、僅か２〜10％し か肺に達しない。その結果、薬剤の投与量が増し投与時間が長くなり、 またこれに伴いコスト及び汚染のおそれも増大する。 現在行われている従来の液体エアロゾルによる薬剤治療法は、ネブライザバイ アル中に投入した一定量（投与量）の液体薬剤を投与し、そのバイアルが空とな るまで、その投与を続ける段階を含む。通常の方法にて、各投与量の投与時間は 、分単位で測定する。病状の程度および薬剤の有効時間により、この方法は可変 の周期にて定期的に反復される。 かかる間欠的な薬剤投与は、（１）患者に薬剤の投与効果の「ピーク時」およ び「最低時」を生じさせること、（２）投与量の測定、ネブライザの接続解除、 充填および再接続を行いまた投与状態を定期的に監視することにより、患者およ びネブライザの必要性に定期的に応えるため呼吸器治療の看護人を必要とするこ と、および（３）ネブライザの作動中、取付けた換気装置と患者との接続を解除 することが必要となる。更に、界面活性剤のように大量に投与される薬剤は、ネ ブライザ を流動するときの流量が多量となり、このため頻繁に保守を行い、またネブライ ザバイアルを再充填することが必要となり、その結果、換気装置の機能に支障が 生ずる。 場合によっては、呼吸を利用して患者に入る流れの相当部分は、バローズ・ウ ェルカム・カンパニー（Burroughs Wellcome Company）のヴィサン（VISAN）ネ ブライザを使用する場合のようにネブライザを通る。エクソサーフ（EXOSURF） （登録商標）界面活性剤を投与するとき、１回の呼吸による投与量の約半分は、 ネブライザの噴霧化ポートを通じて流動し、ネブライザから下流の患者への流路 内にてＹ字形の接続部内で、換気装置から直接、投与された吸気気体の残量と合 流する。かかる投与の場合、ネブライザの気体はネブライザと同期化され、この ため噴霧化気体は、換気装置の吸入サイクル中にしかネブライザに供給されない 。 噴霧化チャンバをアクセス可能に排液し且つ再充填するための二位置流量調整 弁組立体を有する、 バイアル状の噴霧化チャンバを備えるネブライザは、米国特許第4,805,609号に 開示されている。該弁組立体は、噴霧化チャンバがネブライザに対して密封状態 にある間に、薬剤の投与量を再度供給するアクセス手段を提供する一方、かかる 再度の供給は労力を必要とし、また噴霧化チャンバが収容可能な量しか供給され ない。 呼吸器治療法の最近の進歩として、エアロゾル化しその噴霧化したミストを数 時間にも亙って連続的に投与する方法がある。同一投与量に対して、例えば６時 間の間隔をおいて４つの別個の投与量ずつ投与するといった従来の方法と異なり 、一日の薬剤の投与量を２４時間に亙って一定の量ずつ投与する。かかる投与は 、薬の「ピーク」効果および「最小時」効果を解消し、また呼吸器患者の我慢す べき時間を短くし、また臨界的な薬剤／ネブライザの相互接続部分が妨害される 回数が少くなり、これによって患者が呼吸系統の汚染に晒される危険性を解消す るものである。 ミスト化した薬剤の投与は、換気装置と組合わ せて行い、またマスク、マウスピースおよびその他の任意のミスト吸入装置を通 じて行われる。 第２の型式のエアロゾル発生器は、ネブライザに一般に利用可能な溶液以外に 、より濃縮した薬剤エアロゾルの丸薬を投与する定投与量の吸入装置（MDI）で ある。最適な効果を得るためには、MDI投与装置は、適性な投与技術を必要とし 、これは0.5−0.75リットル／秒という遅い吸入、吸入能力一杯に近い深い呼吸 および少くとも４秒の間の呼吸の停止といった吸入状態とエアロゾル化による投 与とを調和させることが含まれる。 多くの患者にとって、特に急性の発作のときに、MDIにより薬剤を適正に投与 することは困難である。Eur．J．Respir．Dis．、68（5）、332（1986）に掲載 された「喘息時に使用したフェノチロール（Fenoterol）定設定量の吸入器およ びフェノチロール粉末の吸入器技術の不良による気管支拡張症への影響」（Bron chodilat or Affects of a Fenoterol Meter Dose Inhaler and Fenoterol Powe r in Aathamatics with Poor Inhaler Tech- nique）という表題の論文には、MDIにより投与したときの気管支拡張用薬剤の効 果は、そのMDI技術が良好であるか否かに左右されるという実験結果が発表され ている。この論文は適正なMDI技術を行い得ない患者に対して、薬剤を粉末形態 で投与することは、より確実であることを示唆している。 MDIには、作動力を自動的に吸入力に結合させ、これにより手で吸入を調整す ることを不要にする装置を設けることができる。スペーサおよび保持チャンバの ような装置は、部分的な速度を低下させ、また大きい粒子数を少くする。これら の特徴は共に咽頭および大きい気道への付着を軽減し、その結果全身的な吸収量 が少くなる。スペーサまたは保持チャンバを備えるMDIからのエアロゾルの付着 も同様であり、MDIを単独で適正に使用した場合の付着状態よりも良好であると 考えられる。 MDIの有利な点は、定量供給された投与量の10乃至15％が付着し、その結果、 治療時間が短く、低コストで且つより効率的な点である。しかしな がら、物理的換気を必要とする患者にMDIを使用することができない。その他の 不利な点は、患者の協力が必要であること、MDIで投与される投与量が典型的に 少量であること、現在利用可能な薬剤の数が制限されていること、および過フッ 化炭化水素を使用してエアロゾルを発生させなければならないため、投与条件が 増すことに伴う実際上の制約および不便があることである。 過フッ化炭化水素の使用に伴う環境上の問題のため、MDIの使用に代わるべく 改造した乾燥粉末吸入器のような新たな吸入装置の必要性を認識した者もいる。 D．C.，レスピレイション（Respi-ration），55付録（Suppl）．2，4（1989）年 にフレンリー（Flenly）が掲載した「現代の気道閉塞の治療、およびその将来」 （Today’s Treatment of Airway Obstruction．．．and Tomorrow’s ？）と いう論文を参照のこと。 第３の型式のエアロゾル発生器は、乾燥粉末吸入器である。現在使用されてい る乾燥粉末吸入器は、スピンヘイラ（Spinhaler）、ロータヘイラ （Rotahaler）、タービュヘイラ（Turbuhaler）およびディスクインヘイラ（Dis c Inhaler）がある。乾燥粉末吸入器は吸気によって作動し、通常MDIまたはネブ ライザが必要とするよりも多量の吸入流量を必要とする。ある種の乾燥粉末の吸 入器の場合、0.5リットル／秒程度の少い流量で有効であるが、１乃至２リット ル／秒の流量は、通常好適であると考えられる。 乾燥粉末吸入器の有利な点は、投与が比較的容易である点、および過フッ化炭 化水素が不要な点である。乾燥粉末吸入器を適正に使用したならば、MDIを適正 に使用した場合と同様の付着状態となると考えられる。 しかしながら、粉末吸入器は、投与可能な投与量および現在利用可能な薬剤の 数が制限される。粉末の形態で投与できるのは、テルブタリン、salbutamol）デ キサメサゾンおよびchromolynナトリウムしかない。 テルブタリンを投与するためのタービュヘイラを除いて、従来の粉末吸入器に よる全ての投与シ ステムは、１回投与量のカプセルを利用する。１回投与量カプセルの幾つかを予 め装填することを許容する幾つかの装置が開発されているが、これら何れの装置 およびタービュヘイラの何れも従来の粉末式吸入器のその他の不利な点を解消す るものはない。ムッターレイン、Ｂ（Mutterlein）、シュミッド、Ｂ（Schmidt ）、フレイシャー、Ｗ（Fleisher）、フレウド、Ｄ（Freund）等が、フォートス ハ・メッド（Fortschr Med）４月15日、108（11）、225（1990）年発行に報告し た「気管拡張症用の新規な吸入システム、慢性的な閉塞性気管支疾患におけるイ ンゲルハイム（Ingelheim）Ｍ呼吸器の許容性の研究」（A New Inhalation Syst em for Bronchodilation． Study of theAcceptance of the Ingelheim M Inhai er inChronic Obstructive Respiratory TractDisease）、ヴァイダレン、Ｍ（V idaren）、パロネン、Ｐ（Paronen）、ヴァイダレン、Ｐ（Vidarin）、ヴァイニ ール、Ｐ（Vainir）、ヌーティネン、Ｊ（Nuutinen）等によりアクタ．ファーム ．ノルド （Acta．Pharm．Nord）２（1）、３（1990）年発行に報告された「新規な多数回 投与量粉末吸入器およびロータヘイラのガンマ・シンチグラフィによる生体内評 価」（In Vivo Evaluation of theNew Multiple Dose Powder Inhalerand the R otahaler Using the Gama Sclntigra- phy）、クロンプトン，Ｇ，Ｋ（Crompton ）によりユーロ．ジェイ．リスパイヤ．ディス．サップル（Eur．J．Respir．Di s．Supple）、122，96（1962）年発行に報告された「乾燥粉末装置の臨床的使用 」（Clini-cal Use of Dry Powder Systems ）を参照。 粉末式吸入器のその他の不利益な点は、次の通りである。即ち、ａ）通常、粒 子寸法を選択することができず、咽頭に多量に付着する可能性がある、ｂ）高湿 度の環境では、粒子の凝固が生じる、ｃ）乾燥粉末吸入器は換気回路に使用でき ないここである。 呼吸器治療のため、粉末薬剤を投与する現在利用可能な装置は、噴霧化技術を 利用しない。 粉末発生器としてまたは吸引実験のために、圧 搾空気作動によるジェットミルを使用することは、エーエム．インダストリ．ハ ヤ．アソシエーション（Am．Ind．Hya．Assoc.）J.，46（8），449（1985）から 出版されたチャン（Cheng），Ｙ．Ｓ.，マーシャル（Marchall），Ｔ．Ｃ.，ヘ ンダーソン（Hen-derson）Ｒ．Ｒ．およびニュートン（Newton）Ｇ．Ｊによる「 吸入研究のためのジェットミル使用による乾燥粉末の投与方法（Use of a Jet M i-ll for Disbursing Dry Powder for Inhalation Studies）」に開示されてい る。このジェットミルは、細長の通路と、１つの材料供給ジェットと、２つの高 速度の空気ジェットとからなっている。通路内に供給された粉末は乱流および遠 心力により投与される。吸入実験に使用した粉末は毒性試験に使用される色索材 料とした。400リットル／分の流量を保った。この論文は、呼吸器の治療目的の ため、粉末薬剤を噴霧化することは対象としていない。 米国特許第4,232、002号には、抗ヒスタミンを投与する方法が開示されている 。この開示された 方法は、ミスト、噴霧化による吹出し分、微細な固体粒子の霧を患者が吸入する ことを含む。薬剤を投与する装置には、加圧したキャニスタ吸入器とカプセルを 使用する可搬式の乾燥粉末吸入器とネブライザとが含まれる。記載された唯一の 乾燥粉末投与システムは、乾燥粉末カプセルを１回投与単位にて使用するカプセ ル粉末吸入器である。この記載された投与方法は、乾燥粉末薬剤カプセルに穴を あけ、ターボミキサによりその乾燥粉末薬剤を投与して、マウスピースを通じて 吸入する工程を含む。この特許は吸入可能な薬剤を連続的に流動させまたは連続 的に投与することは対象にしない。また、該特許は粉末化した固体薬剤をジェッ ト噴霧化する方法を教示したり、または課題とせず、またネブライザに接続して 、連続的な流れを導入する装置を提供するネブライザバイアルを教示してもいな い。 米国特許第3,669,113号には、容器を空気圧手段により回転させ、容器に対す る回転軸線がコマ運動をして、略円錐形のコマ運動面内に含まれる コマ運動軌道を描くようにすることにより、粉末薬剤を穿孔容器から分配する方 法および装置が開示されている。この記載されたメカニズムはシャフトおよび軸 受の形態が変化することを利用するものである。この特許の方法は、直径80μｍ 以下の粒子を投与するのに特に適していると述べられている。この特許はジェッ ト噴霧化、連続的流動、または連続的噴霧化は対象としていない。 呼吸器官の治療における最近の技術開発として、噴霧化した液体を数時間に亙 り連続的にエアロゾル化し投与する方法がある。かかる投与は長時間、薬剤の効 果を安定化させ、呼吸器患者が我慢すべき時間を短くし、また呼吸器回路の汚染 状態の変化を少くするものである。 また、1991年７月12日付けで出願された、本出願人による係属中の米国特許願 第07/729,518号において、従来の液体ネブライザと共に使用される、ネブライザ に取り付け可能なネブライザバイアルと、大形の供給容器と、流体供給装置とを 備える液体ネブライザ装置が開示されている。この液体 ネブライザ装置は、液体薬剤を大形の供給容器から、従来のネブライザ装置に取 り付けられたネブライザバイアル内に連続的に供給し、噴霧化した液体薬剤の連 続的な投与を可能にするものである。かかる従前の係属中の出願の開示内容は引 用して本明細書の一部に含める。 従来の市販の液体ネブライザ装置において、担体気体の流量は約６乃至約８リ ットル／分の範囲にある。かかる流量範囲は、従来のネブライザ装置が適正な効 率で作動するために必要であるが、主としてかかる範囲の流量は連続的な患者の 吸入量を上回るため、かかる比較的多量の流量の結果、噴霧化した薬剤に顕著な 損失および無駄が生じる。 担体気体の流量を上記の６乃至８リットル／分の範囲よりも少くすることも可 能であるが、かかる少い流量の場合、流量が４乃至５リットル／分程度まで減少 と、噴霧化の効率は著しく低下し、その結果、４リットル／分の担体気体の流量 は市販の液体ネブライザ装置が作動可能な限界値である、従来の「低流量」の範 囲であると考えられる。 更に、４乃至５リットル／分程度のかかる「低流量」の状態のときでも、１回 の吸気の気体体積は、新生児患者、および片肺しかない患者のような肺の容量が 低下した者の肺容量よりも著しく大きい。４乃至５リットル／分程度の低流量の とき、気体流量は、薬剤を有効な微細な粒子寸法に分配するのに十分でないため 、噴霧化効率は不適当となる。 従って、薬剤の低流量による投与が必要とされる場合、唯一の実用的な装置は 超音波ノズルである。しかしながら、超音波ノズルはコストが高く、その変質し た形態では効果のない各種の有効な薬剤を変質させるといる欠点があり、また超 音波ノズルは、ノズルの摩擦および劣化のため有効寿命が短い。 故に、従来のネブライザ装置において、実用的な下限値である４乃至５リット ル／分の範囲よりも著しく少い流量で担体気体流中に薬剤を投与するために通常 使用される液体ネブライザ装置を提供することが極めて望まれている。 故に、本発明の１つの目的は現在の市販のネブライザ装置の実用的な下方限界 値である４乃至５リットル／分の範囲よりも著しく少い担体気体の流量にて作動 可能である、液体ネブライザ装置を提供することである。 本発明の別の目的は液体のみならず、固体の薬剤を投与するときにも使用可能 な型式の噴霧化装置を提供することである。 本発明の更に別の目的は、液体薬剤を低流量で気体噴霧化することにより、呼 吸を利用して連続的な投与を行う方法および装置を提供することである。 本発明の別の目的は、換気回路に使用することのできる液体薬剤を低気体流量 で噴霧化して呼吸を利用して投与するための方法および装置を提供することであ る。 本発明の更に別の目的は、現在利用可能な呼吸を利用した薬剤の投与装置に使 う不利益な点を解消する方法および装置を提供することである。 本発明の上記およびその他の目的並びに利点は、 以下の説明および請求の範囲の記載から一層明らかになるであろう。 発明の概要 装置の広義の特徴においては、本発明はネブライザ装置にして、 （ａ）その内部に内部容積を画成するハウジングであって、その内部に薬剤を 保持し、担体気体内に取り込んで、噴霧した薬剤および担体ガスを含む投与気体 混合体を形成するリザーバ部分を有するハウジングと、 （ｂ）その内部の内部容積と流れ連通状態にて前記ハウジングに接続され、投 与気体混合体を前記ハウジングから排出する排出ポートと、 （ｃ）ジェット通過部材であって、（ｉ）内部に担体気体を導入するための入 口部分と、（ii）前記ハウジングの内部容積内に配置され、内部容積内で担体気 体をジェット形態にて排出し、ハウジングのリザーバ部分からの薬剤を担体気体 ジェット内に取り込むノズル部分であって、貫通する担体気体の流れを受け入れ るノズルオリフィスを有し、 該ノズルオリフィスが、約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲の相当オリフィ ス直径を有するノズル部分を備えるジェット通路部材とを備えることを特徴とす るネブライザ装置に関するものである。 上述の装置において、ノズルオリフィスは約0．007インチ乃至0.018インチの 範囲であることが望ましく、またより望ましくは約0.008インチ乃至約0.015イン チの範囲、特に最も望ましくは約0.010インチ乃至約0.012インチの範囲であるよ うにする。 液体薬剤の噴霧化に特に適した一実施例におけるネブライザ装置は、ハウジン グのリザーバ部分からジェット通過部材のノズルオリフィスの排出部位まで液体 を供給し得るようにハウジングの内部容積に配置された手段を更に備えることが でき、これにより該リザーバ部分が液体を保持するとき、供給された液体がジェ ット通過部材を通って流動する担体気体中に取り込まれる。特別な実施例におい てかかる手段は、ハウジングの内部容積に取 り付けられた噴霧構造体を備えることができ、該噴霧構造体はジェット通過部材 のノズル部分と流れ受け入れ連通状態にある膨脹チャンバであって、ジェット通 過部材のオリフィスと整合したオリフィスを有する膨脹チャンバと、ジェット通 過部材および膨脹チャンバのオリフィスと整合した衝突面を提供する衝突邪魔板 と、液体がリザーバ内に保持され、担体気体がジェット通過部材および膨脹チャ ンバのオリフィスを通って、十分な体積流量にて連続的に流動するとき、液体を ハウジングのリザーバ部分から呼吸を利用して投与する手段とを更に備えること ができる。かかる実施例において、膨脹チャンバのオリフィスは約0.025インチ 乃至約0.060インチの範囲、より望ましくは約0.030インチ乃至約0.050インチの 範囲の相当オリフィス直径を有する。 本発明のネブライザ装置は、ジェット通過部材の入口部分と気体供給関係に結 合された加圧担体気体の供給手段と、および／または吸気回路とを更に備え、該 吸気回路は、投与気体混合体を受け 取り且つこの吸気回路と相互に接続された患者に対して該混合体を送る排出ポー トに結合されている。 該方法の１つの特徴において、本発明は噴霧した薬剤を患者に投与する方法に して、 （ａ）患者に結合された吸気回路を含み且つ噴霧化装置を含むネブライザ装置 を提供する工程を備え、該噴霧化装置が、（ｉ）薬剤を保持し、（ii）約0.5乃 至約3.25リットル／分の範囲の担体気体流量にて噴霧化装置を通過する担体気体 中に、肺に対して有効な噴霧薬剤を発生させ得る構造および配置とされ、 （ｂ）約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲の流量にて担体気体を噴霧化装置 を通じて流動させ、薬剤を担体気体中に分散させ、担体気体中に上記肺に対して 有効な噴霧薬剤を薬剤／担体気体の混合体として形成する工程と、 （ｃ）薬剤／担体気体の混合体を吸気回路を通じて患者の肺の疾患部位に送る 工程とを備えることを特徴とする方法に関するものである。 該方法の別の特徴において、本発明は噴霧化した薬剤を患者に投与する方法に して、 （Ｉ）患者に結合され且つ噴霧化装置を含む吸気回路を備えるネブライザ装置 を提供する工程を備え、該噴霧化装置が、 （ａ）その内部に内部容積を画成するハウジングであって、薬剤を保持し、 担体気体内に取り込んで、噴霧化した薬剤および担体気体を含む投与気体の混合 体を形成するリザーバ部分を有するハウジングと、 （ｂ）その内部の内部容積と流れ連通状態にて前記ハウジングに接続され、 投与気体の混合体を前記ハウジングから排出する排出ポートと、 （ｃ）ジェット通過部材であって、（ｉ）担体ガスをその内部に導入するた めの入口部分と、（ii）前記ハウジングの内部容積内に配置され、内部容積内で 担体気体をジェット形態にて排出し、ハウジングのリザーバ部分から薬剤を担体 気体ジェット内に取り込むノズル部分であって、貫通する担体気体の流れを受け 入れるノズルオリフィスを有 し、該ノズルオリフィスが約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲の相当オリフ ィス直径を有するノズル部分を有するジェット通過部材とを備えるネブライザ装 置とを備え、 （II）ハウジングのリザーバ部分内に薬剤を投入する工程と、 （III）約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲の流量にて担体気体を噴霧化装置 のジェット通過部材を通じて流動させ、薬剤を担体気体中に分散させ、肺に対し て有効な噴霧薬剤を薬剤／担体気体の混合体として担体気体中に形成する工程と 、 （IV）薬剤／担体気体の混合体を吸気回路を通じて患者の肺の疾患部位まで通 す工程とを備えることを特徴とする方法に関するものである。 本発明の方法を実施するとき、担体気体の流量は約1.0リットル乃至約3.0リッ トル／分の範囲、望ましくは、約2.2リットル乃至約2.8リットル／分の範囲内と する。 本発明の噴霧化技術を実施するときに患者に投与される薬剤は、肺の界面活性 剤またはその前駆 体物質、テルブタリン、サルブタモル、デクサメタゾン、クロモリンナトリウム 、ペンタミジンおよび肺内で劣化可能なカプセル媒体にカプセル化した生体活性 物質からなる群から選択された材料を含むことができる。 本明細書で使用するように、「相当オリフィス直径」とは、本発明の噴霧化装 置の実際のオリフィス開放断面積と同等の開放断面積（即ち、貫通する担体気体 の流れ方向に対して垂直なオリフィス開口部の開放面積）の円形の開口部を有す るオリフィスの直径を意味するものとする。この用語は、オリフィス開口部の実 際の形状に関係なく、オリフィスの寸法的特徴を特定し、このため本発明は円形 のまたは略円形の開口部の形状をしたオリフィス開口部はおよび円形以外、即ち 不規則な開口部の形状のオリフィス開口部の採用も可能である。勿論、オリフィ ス開口部が円形の形状である場合、その開口部の相当オリフィス直径は、その実 際の直径に等しい。上述のように、本発明の広い実施範囲内で、例えば方形、楕 円形、矩形、 星印、十字形等のような円形以外の形状を有利に採用することが可能であるが、 このオリフィス開口部は、円形の形状、または少くとも略円形の形状であること が望ましい。 本明細書で使用する「薬剤」という語は、生理的に有益なあらゆる物質、フォ ーミュレーション、組成物、化合物、材料などを含む広義の意義に解釈されるべ きである。 本明細書で使用する「肺に対して有効な」という表現は、肺の部位、即ち肺、 関連する吸入路および呼息路、並びに身体構造体にて患者に投与したとき生理的 に有益であることを意味するものである。 図面の簡単な説明 図１は、気管内チューブと換気装置との間に挿入された連続的な流体噴霧化装 置を介して呼吸を支持され、薬剤を受け取る患者の概略図である。 図２は、ネブライザおよび大形の薬剤貯蔵容器と、流量制御可能なポンプと、 噴霧化装置の上方部分から分離した流入ポートにアクセス可能なネ ブライザバイアルと、流入調節および供給装置とを備える、連続フロー支持シス テムの分解斜視図である。 図３は、図２のネブライザ装置を平面断面図である。 図４は、図２のネブライザ装置に選択的に使用可能な型式の低流量噴霧化構造 体の平面断面図である。 図５は、気管内チューブと換気装置との間に挿入された、粉末噴霧化装置を介 して呼吸を支持され、薬剤を受け取る患者の概略図である。 図６は、図５の粉末ネブライザ装置の平面断面図である。 発明およびその好適な実施例の詳細な説明 本明細書において、「基端」という語は、通常使用されるときに患者に最も近 い装置の部分を意味するものとする。「末端」という語は、その他端を意味する ものとする。本明細書において噴霧化手段は、流体をエアロゾル化し、または例 えば粉末のような微粒子固体材料を分散させて、患者に投与するときに使用され る噴霧化装置または器具を意味するものとする。本明細書において、噴霧すべき 流体または微粒子の固体材料のリザーバを提供する容器を備える噴霧化装置の部 分を示すために、ネブライザバイアルという語を使用する場合がある。本明細書 において、噴霧化機構の少くとも一部を備える噴霧化装置のネブライザバイアル 以外の部分を示すために、ネブライザという語を使用する場合がある。以下に、 全体を通じて同様の部品は同様の参照符号で表示する、図１乃至図３に示した実 施例に関して説明する。 図１に示すように、呼吸器の治療を受ける患者 30には気管内チューブ24が取り付けられている。「Ｙ」字形コネクタ32の基端18 は、気管内チューブ24の末端25に挿入可能に接続されている。「Ｙ」字形コネク タ32の分岐した末端34は、噴霧化手段48の一部であるネブライザ20の基端22に挿 入可能に接続されている。ネブライザ20は、「Ｙ」字形コネクタ32の末端34と呼 吸気体供給チューブ12の基端14′との間に配置されている。ネブライザ20の末端 部分38は気体供給チューブ12に挿入可能に接続されている。気体供給チューブ12 は吸入呼吸路26の末端部分を提供し、また換気装置10の排出吸入気体に接続され ている。これにより換気装置10は、チューブ12、噴霧化手段48及び「Ｙ」字形コ ネクタ32を通じて加圧気体の１回の吸気の保持パルスを気管内チューブ24および 患者30に提供する。 「Ｙ」字形コネクタ32の他端の末端36は、呼気流れを換気装置10に戻すチュー ブ16を更に備える呼気路28の基端部分を備えている。当該技術分野では多数の異 なる換気装置が公知で且つ利用可能である。一般に本発明には、ネブライザに対 して 従来から使用されてきた換気装置を使用することが可能である。 ネブライザ20は、流量計40とネブライザの頂部流入接続チューブ４４′との間 に介在され且つ接続されたチューブ42を通る流体流路26′に沿って流量計40から 供給される噴霧気体を受け取る。流量計40は接続チューブ42′を通じて気体供給 源44から加圧気体を受け取る。気体供給源44からの気体圧力は、流量計40が予め 設定された体積流量を提供するのに十分である。気体供給源44は、病院の加圧酸 素供給系統、圧搾酸素タンク、混合装置または換気装置10から直接、あるいは呼 吸器官の治療に従来から使用されているその他の加圧気体供給源から加圧酸素ま たはその他の吸気可能な気体を含むことができる。流量計は当該技術分野で周知 であり且つ広く利用されている。かかる流量計は、極めて正確で且つ精密な気体 流量の設定値を得られるように、粗調整および微調整可能な制御装置を含むこと ができる。ある種の特定の薬剤には酸素が望ましいが、供給源44はその他の気体 と 混合させ供給源44はその他の気体と混合させた酸素を供給することが可能である 。 噴霧化装置48は、取り付けたネブライザバイアル50と組み合わさって機能する ネブライザ20を備えている。噴霧化装置48はネブライザバイアル50のリザーバ72 内に保持された流体を噴霧化しまたはエアロゾル化し、これにより通路26を通っ て換気装置10から流入する気体により、また気体供給源44から受け取った噴霧気 体により患者30に供給されるミストを発生させる。故に、患者30に対する噴霧化 した流体の投与は、所定の任意の時点にてリザーバ72に残る流体の利用可能な量 に依存する。 図１および図２に示した現在の好適な実施例において、連続フローシステム10 6は、ネブライザバイアル50にほぼ連続的に流体の供給を行い、リザーバ72内で 十分で且つ略一定の液体容積を維持する。連続的なフローシステム106は、（ｉ ）ネブライザバイアル50と、（ii）ネブライザバイアル50に対する少くとも１つ の流入アクセスポート50と、 （iii）ポンプ60と流入アクセスポート52との間に介在され且つ該流入アクセス ポートに接続された接続チューブ54と、（iv）ポンプ60と、（ｖ）ポンプ60と大 形の薬剤供給容器70との間に介在され且つ該薬剤供給容器70に接続された、薬剤 通路56′を提供する追加的なチューブ58と、（vi）大形の薬剤供給容器70とを備 えている。連続的なフローシステム106は、ネブライザバイアル50をネブライザ2 0に接続したときのリザーバ72の当初の容積に等しく、より大きい薬剤供給容器7 0内で利用可能な容積に相当する一定の液体容積をネブライザバイアル50内に維 持する。かかる供給容器は、IV袋、瓶または治療液体、その他の噴霧薬剤または 試薬が入った容器であって、そこから治療薬剤が吸引される容器とすることがで きる。 図２に示すように、噴霧化装置48はネブライザ20に着脱可能に且つ密封可能に 取り付けられるネブライザバイアル50を備えている。かかる取り付けは、ネブラ イザ20の雌ねじ部材64に挿入状態に接続されたネブライザバイアル50の雄ねじ部 材62 を使用して行うことができる。ネブライザ20をこのように配置し且つネブライザ バイアル50に接続したならば、図３に最も良く示すように、吸入チューブ66の一 端68はネブライザバイアル50の底部のリザーバ72の面から下方の位置に配置され る。 ネブライザ20は、一般にエアロゾル化した流体を投与するのに使用される市販 の噴霧化装置と同様の全体的構造とすることができるが、ジェット通過部材を備 え、該ジェット通過部材が、（ｉ）担体気体をその内部に導入するための入口部 分と、（ii）担体気体を内部容積内でジェット形態にて排出し、ハウジングのリ ザーバ部分から薬剤を担体気体ジェット内に取り込み得るようにネブライザのハ ウジングの内部容積に配置されたノズル部分であって、貫通する担体気体の流れ を受け入れるノズルオリフィスを有し、該ノズルオリフィスが約0.005インチ乃 至約0.020インチの範囲、望ましくは約0.007インチ乃至約0.018インチの範囲、 より望ましくは約0.008インチ乃至約0.015インチの範囲、最も望ましくは約0.01 0インチ乃至約 0.012インチの範囲の相当オリフィス直径を有するノズル部分とを備えることを 特徴とする。ネブライザバイアル50は、市販のネブライザ20に着脱可能であるが 、密封可能に取り付けられた容器を適宜に備え、またネブライザバイアルは、重 力または機械式ポンプおよび大形の供給容器と組み合わさって、連続的に充填さ れるリザーバ72を提供し、薬剤は該リザーバから吸入器チューブ66を介してネブ ライザ20内に吸引され且つエアロゾル化される。これと代替的に、ネブライザバ イアルは、外部の何れの液体供給容器にも接続されていない従来型式のものとし 、ネブライザのハウジングにリザーバ部分72から１回の薬剤の投与量を投与する ものとすることもできる。 図３は、ネブライザバイアル50に相互に接続して螺着したネブライザ20を備え る噴霧化装置48の断面図である。ネブライザ20に関する以下の説明は、ネブライ ザ20とネブライザバイアル50との相互関係全体を理解するために記載したもので ある。 図３に示したネブライザ20は、ハウジング262 を備えており、該ハウジング262は、ネブライザの頂部流入接続チューブ44′と 、その下方ノズル部分にノズルオリフィス203が形成されたジェット通過部材260 と、邪魔板組立体268と、吸入器チューブ66とを備えている。邪魔板組立体268は 、吸入器チューブに接続するオリフィス274と、液体排出オリフィス276と、ノズ ルオリフィス203からでる気体に対し、および液体排出オリフィス276からの気体 に取り込まれた液体に対する衝突面を提供する、邪魔板の形態による衝突邪魔板 272とを更に備えている。噴霧化のための高速度の噴霧化流れを提供する加圧気 体は、ネブライザの頂部流入接続チューブ44′を通じて提供される。この高速度 の流れは、ジェット通過部材260により衝突邪魔板272の方向に発生される。高速 度の流れが液体排出オリフィス276を通過すると、このオリフィス276は大気圧以 下の圧力となり、この圧力は高速度の担体気体流により運ばれ、衝突邪魔板272 の衝突面に強く当り、これによりミストを発生させる。 ハウジング262は、噴霧が行われるスペースを遮断する、吸入路26内に位置す る一対の邪魔板264、266を更に備えている。吸入路26と邪魔板264、266の延長部 との間の中間スペースには、ネブライザバイアル50に入る空気流を制限し、また 吸入路26へのミストの取り込みを促進するため中空の截頭円錐形邪魔板278が配 置されている。この一例としてのネブライザの実施例の説明は、単一の接続チュ ーブ44′、ノズル260および関連する部品に関するものであるが、これらの流入 接続チューブ、ノズルおよび関連するネブライザの部品の数は、当該技術分野で 周知であるように、ネブライザ内で変更することが可能である。 ネブライザバイアル50は、合成樹脂材料で適宜に形成され、また呼吸治療技師 またはその他の看護人が容易に監視可能であるように透明であることが望ましい 。ネブライザバイアルの構造の材料は、当該技術分野で周知である。該材料は、 通常ポリオリフィンまたはポリ塩化ビニルのような化学的に不活性な熱可塑性合 成樹脂である。その選 択および製造は当業者に周知である。 図２および図３に示すように、ネブライザバイアル50は、ポート52と、貫通状 態で挿入されたかいば桶状部分74とを備えている。また、図２および図３に組み 合わせて示すように、ポート52はチューブの配置および流体供給上のその他の物 理的条件に適合するようにネブライザバイアル50内の異なる位置に配置すること ができる。図２に示すように、チューブ54は、かいば桶状部分74の周りに係合し 、該桶状部分に着脱可能であるが、圧力密封状態できちっと取り付けられる。図 ３に示すように、かいば樋状部分74は、貫通穴280を有し、ポンプ60から加圧状 態で受け取った流体がこの貫通穴を通ってネブライザバイアル50まで流動する。 ネブライザバイアル50の底部は、逆円錐形の形状部分76を備えている。逆円錐形 の形状部分76の頂点78はリザーバ72内に保持された流体に対する下方点を提供し 、ネブライザ20をネブライザバイアル50に取り付けたとき、吸入チューブ66の端 部68は、通常このリザーバに配置される。ネブライザ バイアル50を水平面上に配置し、流体を逆円錐形の形状部分76に底部に保持した とき、複数の脚部80が水平な支持体を提供する。 再度、図２を参照すると、プラスチック製容器袋の形態で示した大形の供給容 器70は、IV袋が掛かるようにフック72′に配置されている。チューブ58はポンプ 60に対する流体路を提供する。ポンプ60は流量調整ダイヤル282と、流量表示器2 84とを備えており、これらが手による流量の調整を可能にする。これによりポン プ60の流量は、エアロゾル化を通じてリザーバ72から失われる液体量に略等しい 液体流量をネブライザバイアル50に提供するように設定する。ポンプ60のかかる 流量は、流量計40および換気装置10を流れる気体流量の変化値を含むノモグラム から求められる。ネブライザ20、流量計40、換気装置10の組み合わせの各々に対 し異なるノモグラムが作成される。このノモグラムの修正は、当業者に周知の範 囲である。上記に開示したように、ポンプ60は正確で且つ精密な流量を提供し且 つその流量を維持する容積形ポ ンプである。ポンプ60は、アメリカ合衆国、ジョージア州、30136、3450、リバ ーグリーン．コート．ダルスのメドックス・インコーポレーテッド・カンパニー （Medox Inc，Company）のメドフュージョンから入手可能な注射注入ポンプ、モ デルNo．2001とすることができる。 図４は、例えば図１乃至図３に示し且つこれらの図面に関して説明した型式の ネブライザハウジングとしたネブライザハウジングの内部容積に取り付け可能で ある噴霧化構造体300の断面図である。 噴霧化構造体300は、担体気体を導入するための入口部分304を有するジェット 通過部材302を備えており、かかる担体気体は適当な導管または流れ回路手段（ 図示せず）から導入されて、図４に矢印Ａで示した方向に向けて担体気体がジェ ット通過部材302の入口部分304内に流動するようにする。 ジェット通過部材302は、担体気体を内部容積内でジェット形態にてノズルオ リフィス308から 排出し得るように、ネブライザハウジングの内部容積内に配置されたノズル部分 306を更に備えている。該ノズルオリフィスは、約0.05インチ乃至約0.020インチ の範囲、望ましくは矢印Ａで示した流れ方向に対して直角の少くとも略円形の断 面形状とした、相当オリフィス直径を有する。 この構造により、ジェット通過部材302を通る担体気体は、ノズルオリフィス3 08を通って矢印Ｂで示した方向に流れ、担体気体の流量は、約1.75乃至約3.25リ ットル／分程度であることが適当である。 図４のこの実施例において、噴霧構造体300は、ジェット通過部材のノズル部 分306と流れ受け入れ可能な連通状態にある膨脹チャンバ310を更に備えている。 この膨脹チャンバ310は、その内部に膨脹容積312を画成し、また該膨脹チャンバ はオリフィス314を備え、噴霧化すべき液体を担体気体内に取り込んだ後、担体 気体が矢印Ｃで示した方向に向けて流動するとき、このオリフィス314を通る。 該担体気体は、膨脹チャンバの膨脹 チューブ316から矢印Ｄに示した方向に向けて膨脹容積312に入る。膨脹チューブ 316は図示するように開放した下端318を有し、また該チューブは、内部流路322 と、開放した下端324とを有する吸入チューブ320に対し閉じた流れ関係にて軸支 されまたはその他の方法で固着されており、該下端324には液体が矢印Ｅで示す 方向に吸引し且つ導入される。 図示するように、吸引チューブ320には、アーム326の手段により衝突部材328 が固着されており、該衝突部材はその上方部分に衝突部分を提供し、担体気体お よび取り込んだ液体からなる投与混合体がこの衝突面に衝突し、図４に矢印Ｆで 示した方向に分散される。 該衝突部材328は、図示するように、凸状の衝突面を特徴としており、これに より内部容積の広い方向に亙って分散することが可能となる。 使用時、吸入チューブ320に開放した下端324がネブライザハウジングの下方リ ザーブ部分の液体薬剤の集中部分に配置されるような噴霧構造体 300の配置状態とされている。担体気体が順次に矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示した方向に 流動する結果、膨脹チャンバ312内の気体圧力が低下し、その結果、液体は吸入 チューブ320および延長チューブ316を通じてノズルオリフィス308に近接する膨 脹チャンバ310の内部容積312の部位に吸引される。この構造により、液体は気体 中に極めて効率的に分散され、これにより得られるミスト液体粒子は、極めて微 細となるため、極めて効率的に噴霧され、極めて有利な液滴寸法の分布状態が得 られる。 ノズルオリフィス308は、約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲、望ましく は約0.007インチ乃至約0.018インチの範囲、より望ましくは約0.008インチ乃至 約0.015インチの範囲、最も望ましくは約0.010インチ乃至約0.012インチの範囲 の相対オリフィス直径を有することが適当である。 このオリフィスは、相当オリフィス直径が約0.005インチ以下である場合、確 実に製造し且つ組み立てることが益々困難である。約0.020イン チの場合、ジェット通過部材により提供可能な担体気体の流動速度は不適当な程 度まで遅くなり、本発明の実施に望まれる低気体流量の噴霧化状態に対応するこ とができない。広い範囲に亙る相当オリフィス直径の限界点に関するこうした考 慮事項とさらに釣り合ったものが更に望ましく且つ好適な範囲である。 膨脹チャンバオリフィス314に採用可能な寸方範囲についても同様の考慮が必 要であり、このオリフィスは約0.025インチ乃至約0.060インチの範囲、より望ま しくは約0.30インチ乃至約0.050インチの範囲の相当オリフィス直径を有するこ とが適当である。 これに対応した機能を考慮することにより、ネブライザ装置のジェット通過部 材を通る気体の流量が決まる。本発明の低流量の噴霧化方法によれば、ジェット 通過部材を通る担体気体の流量は、約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲であり 、薬剤を担体気体中に分散させ、薬剤／担体気体の混合体として担体気体中に肺 に有効な噴霧化した薬 剤を形成する。約0.5リットル／分の低流量の場合には、担体気体の体積流量は 、薬剤を流動する気体流中に十分に分散させるのに不十分である。約3.25リット ル／分以上の体積流量値の場合には、本発明の実施に採用される小さいオリフィ ス寸法は背圧を生じさせ、この背圧は、ジェット通過部材の入口部分と関連する 担体気体の流れ手段とを確実に係合させ且つ密封することを著しく困難にする。 担体気体の体積流量は、約1.0乃至約3.0リットル／分の範囲であることが望まし く、また約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲の体積流量の限界点に関して上述 した理由のため、望ましく且つ好適な範囲の限界点に基づく対応する考慮事項に 基づき、約2.2乃至約2.8リットル／分の範囲であることが最も望ましい。 本発明の噴霧化装置および噴霧化方法は、液体および固体の薬剤を含む任意の 広範囲の噴霧化可能な材料に有利に採用され、この液体薬剤は、図１乃至図３に 関して図示し且つ説明した装置の一例としての実施例におけるように、本発明に よる 液体噴霧化装置について有利に使用することができ、またこれと代替的に図４に 関して説明した噴霧化構造体について使用することができる。また、その開示内 容を引用して本明細書の一部に含めた、1992年３月４日付けで出願された当出願 人による以前の係属中の米国特許第07/846,784号により詳細に示し且つ記載され たように、粉末噴霧化装置により、例えば、粉末薬剤のような微粒子固体を効果 的に投与することができる。本発明の広範囲の実施に有用である一例としての粉 末ネブライザについて、図５および図６に関して以下に説明する。 本発明の噴霧化技術を利用して投与可能である薬剤の一例は、肺の界面活性剤 のような物質またはその前駆体（前駆体は肺の患部にて界面活性剤に変換される 材料または物質である）、テルブタリン（Telbtal ine ）、サルブタモル（salb utamol）、デキサメサゾン（Dexa- methasone）、クロモリンナトリウム（chrom olyn sodium）、およびペンタミジン（pentamidine）、および肺内であり劣化 可能なカプセル媒体中にカプセル化した生体活性の物質（即ち、その内部に生体 活性物質がカプセル化され、また肺の患部内で劣化して、生体活性物質を放出す る媒体）。本発明による液体ネブライザ装置は、ネオサーフ（NEOSURF）（アメ リカ合衆国、ノースカロライナ州、リサーチトライアングルパークのバローズ・ ウェルカム・カンパニー（Burroghs Wellcome Company）およびHIV感染に伴うニ ューモシスティスおよびARC、エイズの発症の治療に有効に使用される、ペンタ ミジン（Pentamidine）のような肺の界面活性剤の投与に効果的に使用されてい る。 微粒子固体の噴霧化に適用するとき、本発明は上述の低体積流量の担体気体を 使用しておよび上述の寸法特性を有するジェット通過部材を特徴とする、適当な 形状のネブライザ装置を使用して、固体粒子を分散させるものである。 本発明を実施するときに微粒子および薬剤を噴霧する場合、ネブライザハウジ ングは微粒子の固体薬剤のリザーバ部分を有し、該リザーバ部分は 分散すべき微粒子固体を収容する略円錐形、または索状の形状であることが望ま しい。かかる略円錐形または索状の形状の容器の下端に向け、担体気体のジェッ トをジェット通過部材を通じて下方に導入し、微粒子の固体粒子を担体中に取り 込み、担体気体中に固体を分散させ、次にこの固体は、ネブライザ装置から適当 な吸気回路手段に排出される。 好適な微粒子固体薬剤の噴霧化装置において、微粒子固体に向けられた気体流 はジェット通過部材のノズルオリフィスを通り、次に膨脹チャンバの第２のオリ フィスにて膨脹し且つこのオリフィスを通り、取り込み構造体がその気体を容器 からジェット構造体に伝達し、総気体量を増し、また所望の速度および圧力特性 を有する気体ジェット流を発生させ易くする。この取り込み構造体は、プレナム を画成するチャンバを備えることが出来、上述した以前の係属中の米国特許願第 07/846,784号に記載されたように、取り込みポートがハウジングの内部容積と気 体流れ関係に連通し、また出 口ポートが第２のオリフィスと連通して協働しジェット構造体を形成する。 次に図５に示した固体の噴霧化構造体を参照すると、呼吸器官の治療を受ける 患者430には、気管内チューブ424が取り付けられている。この「Ｙ」字形コネク タ432の基端418は、気管内チューブ424の末端425に挿入可能に接続されている。 噴霧化装置448は、チューブ422を介して「Ｙ」字形コネクタ432のアーム434に接 続され、また該チューブ422は、噴霧化装置448の出口ポート421と「Ｙ」字形コ ネクタ432のアーム34との間に介在され且つポート433に接続されている。アーム 434の末端435は、気体供給チューブ412の基端414に挿入可能に接続されている。 気体供給チューブ412は吸入呼吸器426の末端部分を提供し、また換気装置410の 吸入排出気体に接続されている。これにより換気装置410は、チューブ412を通じ て、および「Ｙ」字形のコネクタ432のアーム34を通じて、吸気を支持する１回 の加圧気体パルスを気管内チューブ424におよび患者 430に供給する。 「Ｙ」字形コネクタ432の他端の末端36は、呼気路428の基端部分を備えており 、該呼気路428は、呼気の流れを換気装置410に戻すチューブ416を更に備えてい る。当該技術分野では、多数の異なる換気装置が公知で且つ利用可能である。一 般にネブライザと共に、従来から使用されている換気装置を本発明について使用 することができる。 噴霧化装置448は、流体路426′に沿って流量計40からの噴霧気体の供給分を受 け取り、この流体路426′は、流量計440とチューブ444′に接続するネブライザ の頂部流入管との間に介在され且つ接続されたチューブ42を通って伸長する。流 量計440は接続チューブ442′を通じて気体供給源444から加圧気体を受け取る。 気体供給源444からの気体圧力は、流量計440が予め設定された体積流量を提供す るのに十分である。気体供給源444は、病院の加圧酸素供給系統、圧搾酸素タン ク、混合装置または換気装置410から直接に、あるいは呼 吸器の治療に使用されるその他の加圧気体供給源から加圧酸素、またはその他の 呼吸可能な気体を含むことができる。流量計は、当該技術分野で周知であり且つ 広く使用されている。かかる流量計は極めて正確に且つ精密に気体流量の設定が 可能であるように、粗調整および微調整装置を備えることができる。数種の特定 の薬剤に対しては、酸素が望ましいが、供給源444はその他の気体と混合された 供給酸素を含むことができる。 噴霧化装置448は、ネブライザの上方部分420と、ネブライザの容器450とを備 えている。噴霧化装置448は、ネブライザ容器450内に保持した粉末薬剤を噴霧化 し、またはエアロゾル化しこれによりミスト（気体中の微粒子固体の分散分）を 発生させ、このミストは通路426′を通って換気装置410からの流入気体により、 および気体供給源444から受け取った噴霧気体により患者430に運ばれる。 噴霧化装置448は、ネブライザの上方部分420に取り付けられたネブライザ容器 450を備えてい る。特定の実施例において、ネブライザ容器450の頂部は直径1.5インチであり、 その底部は直径0.25インチ、ネブライザ容器450の頂部から底部までの高さは1.5 インチである。図６に示すように、ノズル466の一端468は、ネブライザ容器450 の底部のリザーバ472の表面の上方に配置されている。 具体的な寸法および許容公差は、本発明の好適な実施例に関して一例として記 載したものであるが、この特定の寸法構造および許容公差は、本発明の広い範囲 で大きく変更するこが可能であり、かかる特定の設計パラメータの選択は、所定 の場合に目的とする特定の最終の用途によって決まることが理解されよう。本発 明はその内容を引用して、本発明の一部に加えた、1991年７月12日付けで出願し た、本出願人による以前の係属中の米国特許願第07/729,518号に記載した各種の 実施例にて具体化することが可能である。 図４は、ネブライザの上方部分420と、ネブライザ容器450とを備える、図５の ネブライザ装置 448の断面図である。 ネブライザの上方部分420は、図６に示すように、ハウジング362を備えており 、該ハウジングはネブライザの流入コネクタチューブ444′と、第１のノズル360 と、第２のノズル466とを備えている。加圧気体はネブライザの流入接続チュー ブ444′を通じて供給される。噴霧化用の高速度の気体流はノズル360、ノズル46 6より発生される。加圧気体は、第２のノズル466から発生される。加圧気体は、 第１のノズル360から第２のノズル466の受け入れ容積465内に配置され、これに より膨脹を生じさせ、その後に気体は取り込み組立体467内に導入される。高速 度の気体流が取り込み組立体467を通過すると、これにより生ずる取り込み組立 体467内の大気圧以下の圧力が取り込みポート469とネブライザ容器450との間に 、気体をネブライザ容器450から取り込みポート469を通じて取り込み組立体467 内に吸引するのに十分な圧力差を生じさせ、取り込まれた気体は、該取り込み組 立体467にて、リザーバ472に向けて 導入される高速度の気体流に加えられる、その結果、増強された気体流は出口ポ ート470を通って取り込み組立体467からでる。このように、ジェット構造体471 から排出された高速度の気体流は漸進的に縮小する横断面を有するネブライザ容 器450の下方部分内で粉末化された薬剤に係合する。その結果、出口421を介して 吸入器426′に排出されるとき、多量の固体が気体流中に取り込まれる。発明を実施する最良の形態 本発明による噴霧化した液体薬剤を患者に投与する好適な特徴において、ネブ ライザ装置は、図２に示し且つ該図２に関して説明した形態であることが適当で あり、リザーバから液体を連続的に供給可能な配置状態とされており、該リザー バは、噴霧化装置と分離し且つ噴霧化装置から独立しておりポンプを介在させた 適当な管、または接続手段により噴霧化装置に接続され、連続的な液体の投与を 確実にし、また噴霧化装置のハウジング内に一定の液位を維持し得るようにする 。かかる装置において、ネブライザは例えば図３または図４ に示した型式のジェット通過部材を特徴としており、この場合、ノズルオリフィ スは約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲、最も望ましくは約0.010インチ乃 至約0.012インチの範囲の相当オリフィス直径を有する。 固体薬剤を投与する好適な構造において、ネブライザ装置は、図６に関して説 明したネブライザを利用して、図５に示すように配置することが可能である。 液体薬剤および固体薬剤の双方の投与特徴において、ネブライザのジェット通 過部材を通る担体気体の流量は、約0.5乃至3.25リットル／分の範囲、望ましく は 約1.0乃至約3.0リットル／分の範囲、最も望ましくは約2.2乃至約2.8リットル／ 分の範囲の流量である。産業上の利用性 本発明の噴霧化技術は、約６乃至約８リットル／分の範囲の従来の流量以下の 流量を使用することにより、従来技術のネブライザ装置の噴霧効率 を低下させることなく、低流量の担体気体を利用して患者への薬剤の投与を行う ことを可能にするものである。 このように本発明のネブライザ装置は、界面活性剤、またはその前駆体物質、 テルブタリン、サルブタモル、デキサメサゾン、クロモリンナトリウム、ペンタ ミジンおよび肺で劣化可能な媒体内にカプセル化した生体活性物質を含む薬剤を 肺の患部に投与する上で極めて効果的である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンガム．バリー．オー アメリカ合衆国．27612．ノース．カロラ イナ州．ラレイフ．チョウニング．コー ト．6116

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．噴霧化装置にして、 （ａ）担体気体中に取り込んで、噴霧化した薬剤および担体気体を含む投与気 体混合体を形成すべく薬剤を保持するリザーバ部分を備える、その内部に内部容 積を画成するハウジングと、 （ｂ）前記内部容積と流れ連通状態にて前記ハウジングに接続され、投与気体 混合体を該ハウジングから排出する排出ポートと、 （ｃ）ジェット通過部材であって、（ｉ）担体気体を導入するための入口部分 と、（ii）担体気体を内部容積内でジエットの形態にて排出し、ハウジングのリ ザーバ部分から薬剤を担体気体ジェット内に取り込み得るように前記ハウジング の内部容積内に配置されたノズル部分と、を有するジェット通過部材と、を備え 、該ノズル部分が、貫通する担体気体の流れを受け入れるノズルオリフィスを有 し、該ノズルオリフィスが約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲の相当オリフ ィス直径を有 することを特徴とする噴霧化装置。 ２．前記相当オリフィス直径が約0.007インチ乃至約0.018インチの範囲内にあ ることを特徴とする請求項１記載の噴霧化装置。 ３．前記相当オリフィス直径が約0.008インチ乃至約0.015インチの範囲内にあ ることを特徴とする請求項１記載の噴霧化装置。 ４．前記相当オリフィス直径が約0.010インチ乃至約0.012インチの範囲内にあ ることを特徴とする請求項１記載の噴霧化装置。 ５．前記ハウジングの内部容積内に取り付けられた噴霧化構造体を更に備え、 該噴霧化構造体が、ジェット通過部材のノズル部分と流れを受け取る連通状態に ある膨脹チャンバであって、前記ジェット通過部材のオリフィスと整合したオリ フィスを有する膨脹チャンバと、ジェット通過部材のオリフィスおよび膨脹チャ ンバのオリフィスと整合した衝突面を提供する衝突邪魔板と、液体がリザーバ内 に保持され、担体気体が前記ジェット通過部材のオリフィスおよび膨脹チャンバ のオリフィ スを通って十分な体積流量で連続的に流動するとき、吸気を利用してハウジング のリザーバ部分から液体を投与する手段と、を備えることを特徴とする請求項１ 記載の装置。 ６．前記膨脹チャンバのオリフィスが約0.025インチ乃至約0.060インチの範囲 内の相当オリフィス直径を有することを特徴とする請求項５記載の装置。 ７．前記膨脹チャンバのオリフィスが約0.030インチ乃至約0.050インチの範囲 の相当オリフィス直径を有することを特徴とする請求項５記載の装置。 ８．前記ジェット通過部材の入口部分と気体供給関係に結合された加圧担体気 体の供給手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。 ９．投与気体混合体を受け取り且つ該混合体を吸気回路と相互に接続された患 者に運び得るように排出ポートに結合された吸気回路を更に備えることを特徴と する請求項１記載の装置。 10．前記ハウジングの内部容積内に配置され、 ハウジングのリザーバ部分から前記ジェット通過部材のノズルオリフィスの排出 部位まで液体を供給する手段を更に備え、これによりリザーバ部分が液体を保持 するとき、供給された液体がジェット通過部材を通って流動した担体気体中に取 り込まれるようにしたことを特徴とする請求項１記載の装置。 11．噴霧化した薬剤を患者に投与する方法にして、 （ａ）患者に結合した吸気回路と、噴霧化装置とを有するネブライザ装置であ って、該噴霧化装置が、（ｉ）薬剤を含み、（ii）約0.5乃至約3.25リットル／ 分の範囲内の担体気体の流量にて噴霧化装置を通った担体気体中に肺に対して有 効な噴霧化薬剤を発生させ得る構造および配置とされネブライザ装置を提供する 工程と、 （ｂ）約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲内の流量にて担体気体を噴霧化装 置を通じて流動させ、薬剤を担体気体中に分散し、担体気体中に肺に対して有効 な噴霧化薬剤を薬剤／担体気体の混合体 として形成する工程と、 （Ｃ）前記薬剤／担体気体の混合体を吸気回路を通じて患者の肺の疾患部に運 ぶ工程とを備えることを特徴とする方法。 12．前記担体気体の流量が約1.0乃至約3.0リットル／分の範囲内にあることを 特徴とする請求項11記載の方法。 13．前記担体気体の流量が約2.2乃至約2.8リットル／分の範囲内にあることを 特徴とする請求項11記載の方法。 14．前記薬剤が、肺の界面活性剤またはその前駆体物質、テルブタリン、サル ブタモル、デクサメタゾン、クロモリンナトリウム、ペンタミジンおよび肺内で 劣化可能なカプセル媒体にカプセル化した生体活性物質からなる群から選択され た材料を含むことを特徴とする請求項11記載の方法。 15．噴霧化した薬剤を患者に投与する方法にして、 （Ｉ）患者に結合され、噴霧化装置を有する吸気回路を備えるネブライザ装置 を提供する工程を備 え、該噴霧化装置が、 （ａ）その内部に内部容積を画成するハウジングであって、担体気体中に取り 込んで、噴霧化した薬剤および担体気体を含む投与気体混合体を形成し得るよう に内部に薬剤を保持するリザーバ部分を有するハウジングと、 （ｂ）内部の内部容積と流れ連通状態にて前記ハウジングに接続され、投与気 体混合体をハウジングから排出する排出ポートと、 （ｃ）ジェット通過部材であって、（ｉ）担体気体を内部に導入する入口部分 と、（ii）前記ハウジングの内部容積内に配置され、担体気体を内部容積内でジ ェット形態にて排出し、ハウジングのリザーバ部分から薬剤を担体気体ジェット 内に取り込むノズル部分であって、貫通する担体気体の流れを受け入れるノズル オリフィスを有するノズル部分と、を有するジェット通過部材と、を備え、該前 記ノズルオリフィスが、約0.005インチ乃至約0.020インチの範囲内の相当オリフ ィス直径を有し、 （II）薬剤をハウジングのリザーバ部分に投入する工程と、 （ｂ）約0.5乃至約3.25リットル／分の範囲内の流量にて担体気体をジェット 噴霧化装置のジェット通過部材内を流動させ、薬剤を担体気体中に分散し、肺に 対して有効な噴霧薬剤を担体気体中に薬剤／担体気体の混合体として形成する工 程と、 （ｃ）前記薬剤／担体気体混合体を吸気回路を通じて患者の肺の疾患部に運ぶ 工程とを備えることを特徴とする方法。 16．前記担体気体の流量が約1.0乃至約3.0リットル／分の範囲内にあることを 特徴とする請求項15記載の方法。 17．請求の範囲第15項に記載の方法にして、前記担体気体の流量が約2.2乃至 約2.8リットル／分の範囲内にあることを特徴とする請求項15記載の方法。 18．前記薬剤が、肺の界面活性剤またはその前駆体物質、テルブタリン、サル ブタモル、デクサメタゾン、クロモリンナトリウム、ペンタミジン および肺内で劣化可能なカプセル媒体にカプセル化した生体活性物質からなる群 から選択された材料を含むことを特徴とする請求項15記載の方法。 19．前記薬剤が肺界面活性剤およびペンタミジンからなる群から選択された材 料を含むことを特徴とする請求項15記載の方法。 20．前記相当オリフィス直径が約0.007インチ乃至約0.018インチの範囲内にあ ることを特徴とする請求項15記載の方法。