JPH09510653A - 分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シールドされていない電気流体力学的粉砕手段（１）と、粉砕手段へ液体を供給する手段と、鋭利な放電電極（１２）と、所望により、放電電極を粉砕手段と反対の極性に荷電させる手段とからなり、気体イオンを粉砕液体に向け、それにより完全にまたは部分的に粉砕液体を放電させるように放電電極が配置されている吸入用液体分配装置。

Description

【発明の詳細な説明】 分配装置 本発明は、液体を粉砕するための分配装置、および特に医学における、このよ うな装置の使用に関する。 静電的（より正しくは、「電気流体力学的」）手段により液滴の微細噴霧体を 生成する分配装置は公知である。このような装置中の小滴状噴霧体は、スプレー ヘッドまたはスプレーエッジで液体に電場を作動させることにより得られる。電 場の強さはスプレーヘッドからの液体の粉砕を得るのに十分高いものである。生 じた小滴は電気的に荷電しており、したがって互いの斥力により凝集しない。 英国特許第１５６９７０７号は主に作物噴霧において使用する電気流体力学的 噴霧装置を記載している。英国特許第１５６９７０７号の噴霧装置の基本的構成 要素は、スプレーヘッドに隣接すると記載されている電場増強電極である。電場 増強電極は、コロナ放電の発生率を減少させ、噴霧体生成中に用いられる低い電 場強度を可能にすると記載されている。 米国特許第４８０１０８６号は複数のスプレー流を生じさせる電気流体力学的 装置を記載している。 英国特許第２０１８６２７Ｂ号は鋭いまたはとがった端部を有し、スプレーヘ ッドの下方に位置する接地した電極により小滴状噴霧体が完全にまたは一部放電 される電気流体力学的装置を開示している。英国特許第２０１８６２７Ｂ号の噴 霧装置は英国特許第１５６９７０７号の電場増強電極を含まない。 欧州特許第０２３４８４２号は、電気流体力学的噴霧技術を用いた吸入器を開 示している。使用にて、荷電した小滴の噴霧体を、該小滴状噴霧体と反対の電荷 を有し、スプレーヘッドの下方に位置する鋭利な放電電極により吸入の前に放電 させる。小滴を放電させて、荷電した小滴がユーザーの口または喉上へ沈着する のを防ぐことにより小滴の気道中への沈着を容易にする。欧州特許第０２３４８ ４２号の噴霧装置は、英国特許第１５６９７０７号の電場増強電極を含まない。 欧州特許第０２３４８４２号の電気流体力学的吸入器の基本的構成要件は、鋭 利な放電電極からのコロナが噴霧体の形成に悪影響を与えないように必要である といわれる中性のシールド電極である。驚くべきことに、今ではシールド電極は 有効なスプレー放電または部分的放電に必要ないことが判明している。 したがって、本発明は吸入用液体の分配装置であって、シールドされていない 電気流体力学的粉砕手段と、液体を該粉砕手段に供給する手段と、鋭利な放電電 極と、所望により、放電電極を粉砕手段と逆の極性に荷電させる手段とからなり 、気体イオンを粉砕された液体に向け、それにより粉砕された液体を完全にまた は一部放電させるように放電電極が配置されている装置を提供する。 本発明の装置の別の任意の構成要素は、放電電極により放電される粉砕液体の 量を調節するような位置にあるフィールドガード電極である。あるフィールドガ ード電極は、適当には環状電極であるが、調節可能に放電電極の有効な形態を変 更することにより、例えば調節可能に放電電極を、好ましくはねじ山調節手段に より包囲することにより、このような調節を行うように配置する。 本発明の装置は、吸入用粉砕液体を、医薬または医薬以外の用途に関して分配 する具体的形態に適合されてもよい。 適当な医薬以外の用途は、香水または芳香剤の分配を包含する。 適当な医薬以外の用途は、殺生物剤または殺虫剤の分配を包含する。 好ましくは、該装置は医薬の吸入デリバリー用吸入器の形態である。 適当には、該装置は持ち運び可能にされる。 好ましい液体は、吸入投与用の液体医薬製剤である。 吸入投与に適した医薬は、吸入デリバリーにより気道障害、例えば逆流性気道 閉塞および喘息などの治療に用いられるものならびに肺高血圧症に伴う障害およ び右心不全に伴う障害の治療および／または予防に用いられるものを包含する。 電気流体力学的粉砕手段は、通常の電気流体力学的粉砕手段、例えば前記特許 明細書に記載されているものを包含する。 適当な液体処方物は、医薬処方物、香水または芳香剤を包含する。 適当には、粉砕手段は、粉砕表面または端部と、前記表面または端部で液体を 液体の粉砕に十分な電位に電気的に荷電させる手段とからなり、該電位は通常１ 〜２０キロボルト程度である。 一の粉砕表面または端部は、繊維束の末端表面よりなり、繊維は、液体が繊維 の長さ方向に繊維により決まる間隙を前記末端表面へ流れるように配列される。 適当な繊維は、ガラスなどのセラミックの繊維、またはポリエステルまたはナ イロンなどのポリマーの繊維である。 好ましい粉砕表面または端部は２つの平行なプレートまたは同心管により決ま る薄い毛細管または細孔からなる。 液体処方物を粉砕手段に供給する手段は、適当な機械的または電気的液体供給 手段、例えばシリンジポンプまたはＥＰ００２９３０１に記載されている電動ポ ンプである。 ディスペンサーの粉砕手段により、直径０.１ないし５００ミクロン、より一 般的には１.０ないし２００ミクロンの範囲、好ましくは、局所適用に関しては ５.０ないし１００ミクロンの範囲の直径の液滴が得られる。 所定の液体の場合、小滴の直径は印加電圧および液体の流速を慣例的実験操作 を用いて変えることにより制御できる。しかし、１ないし５００センチポイズの 範囲内の粘度および１０²〜１０⁸オーム・メーターの範囲の抵抗を有する液体は 本発明の装置により粉砕できる。 記載されている装置は正確に制御された大きさの電気的に荷電した小滴を生成 し、吸入により薬剤を肺膜にデリバリーするかまたは吸入により血流中末端気道 へデリバリーするのに用いられる。現在入手可能な通常医学的目的に用いられる エアロゾルジェネレイター、例えば喘息エアロゾル小滴または粉末デリバリーユ ニットは一般に多分散特性を有する。すなわち、普通のエアロゾルジェネレイタ ーにより得られる小滴または粒子の大きさは、医薬デリバリー操作において最適 と考えられるものの前後の大きさを包含する。例えば、喘息用ディスペンサーは 、しばしば、１０.０μｍより大きい直径で、９０％以上の体積の薬剤をデリバ リーする。このような直径の小滴または粒子は、必要とされる肺の中間気道に入 らず、上部気道から患者に摂取され、治療効果はほとんどまたは全く得られず、 副 作用が起こりえる。また、約１.００μｍ以下の小滴または粒子があってもよく 、末端気道から入り、ここで迅速に全身に摂取されるが、これも副作用のリスク があり、治療上の利点はないと考えられる。 医薬の下部気道へのデリバリーに理想的な小滴ディスペンサーは、非常に狭い （単分散）大きさの範囲範囲の、例えばすべて１０.０μｍ以下の小滴を生成で きる。すべての小滴は、０.１μｍないし１０.００μｍ、特に吸入治療では３μ ｍないし１０.００μｍの範囲にて調節可能な平均粒径を有し、＋／−２５％ま たはそれ以上の範囲内とすることができるならばさらに良い。小滴を噴霧する際 に電場の乱れを使用すことにより同装置で反応性流体混合物を処理して、適用前 に反応が起こらないようにすると有利である。 すでに記載したように、電気流体力学的噴霧装置は、複数のスプレー流を産み 出すものが公知である。しかし、このような装置は吸入用液体処方の投与には適 用されないことがわかっている。したがって、吸入用液体製剤の電気流体力学的 分配装置であって、ＵＳＰ４８０１０８６に記載されているような混合ノズルを 含んでなるものが提供される。 このように、電場の乱れを誘起することにより、２またはそれ以上の液体成分 をデリバリーの時に混合できる。これは予備混合する場合、早く反応し過ぎる成 分については必須要件である。適用前に早急に反応することにより、これらはそ の意図する性質を失うか、またはたとえば混合物の粘度が増加してスプレーでき なくなる。このような混合物の適用時点での即時混合促進性は不可能であった。 小滴生成工程は、吸入使用する場合に、小滴を全体としてまたは部分的に放電 させることを要する。ゼロチャージは、小滴が医学文献（"Inhalation Studies" アール・エフ・ファレン（R.F.Pha1en）編，CRC Press発行，１９８４参照）に おいて開示されている合意された見解にしたがって、質量差により、確実に所望 の呼吸器部分に沈着することを保証する。加えて、特定の、一般に低い電荷を保 持することにより、さらに呼吸器系中の沈着領域の特異性を増大することができ る。 本明細書において用いる場合、「シールドされていない電気流体力学的粉砕手 段」はＥＰ０２３４８４２に定義するような中性シールド電極を有しない粉砕手 段を意味する。 本明細書において用いる場合、「医薬」は特許売薬、医薬品および獣医学的薬 剤を包含する。 本明細書において用いる場合、特記しないかぎり、「吸入投与」は鼻粘膜を含 む上部気道、および下部気道へのおよびこれを経由しての投与を包含する。 本発明の装置において用いる液体医薬処方は、通常の操作、例えば米国薬局方 、およびヨーロッパ薬局方、第２版、マーチンデール特別薬局方、第２９版、Ph armaceutica1 Pressおよび獣医薬局方などに開示されているものにしたがって処 方される。 本発明の装置において用いる香水または芳香剤は、ハリーズ・コスメチコロジ ー（Harry's Cosmetico1ogy），第９版，１９８２，George Goodwin,London）に 開示されているような通常の手順に操作に従って処方される。 本発明の装置および工程の詳細な記載 （１）ノズル 図１は、導電性、半導電性または電気絶縁性の物質でできており、直接的にま たは液体を介して高圧直流電源に接続された、薄い壁面の毛細管（１）を示す。 １つの噴流（３）が液体の先端部（２）から生じ、両方とも電圧および所定の液 体の流速にしたがって自然に形成される。図２は導電性、半導電性または絶縁性 のシリンダー（１）であり、これは図１に示したものよりも直径が大きくてもよ い。このノズルは内部部材（４）を有し、これは外管（１）とほぼ同軸である。 図３は高圧直流電源に電気的に接続された導電性、半導電性または絶縁性の端部 を有する２つの平行なプレート（２）間に形成されたスロットノズルであり、こ れより液体が放出され、電源および液体流速が噴霧される液体の種類によって適 切に調節された場合に先端部および噴流を形成する。所定の噴流（すなわち、小 滴）の大きさおよび所定の液体に関して、このノズルは１つの先端部および噴流 を用いたものよりも高い流速を達成できる。 （２）フローインディユーサー このような装置の一例は図４に示すものである。この図は、イオン流のフロー インデューサーであり、ここに、高圧電極（５）が液体中の電荷キャリア対をば らばらにし、このようにして電極で反対の極性のものを中和し、多くのモノイオ ン化された同じ極性の電荷キャリアをもたらし、これはクーロン力により高電圧 電極から流出し、液体を対応する電極（６）の方向へ粘性抵抗により動かす。こ のポンピング手段は、電極（５）が有効に同じ極性の電荷キャリアを電極（５） の近くの液体中に注入できることを要する。これは軽く結合した電荷キャリアを 破壊するかまたは液体をイオン化するのに十分高い電圧に維持された鋭い先端の 導電性または半導電性表面を用いることにより効率良く行われる。通常、液体が 十分な抵抗のものである場合、一極電荷キャリアの形成および液体のポンピング の両方に関して十分強い電場を確立することができるだけである。典型的には、 例えば１０（exp.８）オーム・メートルの抵抗は、１メートルまでのヘッドで、 １０〜２０キロボルトの電圧、わずか２ないし３マイクロアンペアの直流で毎分 数ミリリットルで汲み上げる。より導電性の液体はより多くの電流を流し、弱い 電場を確立する。かくして、例えば、水道水のような高導電性液体は、実用的な 抗力力を容易に確立しない。 （３）反応性液体混合 ２またはそれ以上の液体は最大化乱流によりノズルから出た後に混合され、こ れは先端部（２）中で行うことができ、これにより各液体噴流（３）のベースが 形成される。図５は３つの平行なプレートにより形成されたノズルであり、２つ のスロットギャップ（７）を形成し、これから２種の液体ａおよびｂが流出し、 つづいて図示されるように誘発できる渦流にしたがって各噴流の円錐形の液体基 材（２）中で混合される。この混合は各液体に関してできるだけ低い粘度を有す る液体処方；最大ノズル圧；および最適流速および個々の流速が均等でない成分 液体を用いることにより最大化される。 図５の混合配列の別の例を図６の断面図に示す。ここに、２つの同軸のシリン ダー（８）および（９）が２つの流路（１３）および（１１）を形成する。この 配列は有利であり、ある場合に、例えば液体ａおよびｂの流速が著しくばらつく 場合に、より大きな混合を誘発するかもしれない。 （４）放電装置 小滴を中および下部呼吸器系にデリバリーするためには、小滴が完全または部 分的に放電されていることが重要である。 小滴を図７に示した２つの技術のうちの１つまたは両方により容易に放電でき ることが判明している。第一の方法は噴流の下方に適切に位置する１またはそれ 以上の接地した先端がとがったコンダクターまたはセミコンダクター（１２）を 用い、該端部で反対の極性の電荷が誘起される。ノズル（または他の電極）電位 および／またはスプレークラウド（１３）の空間電荷密度が十分で、端部で誘起 された電荷、したがって電場の強さは周りの気体を分解するのに十分であり、多 くの気体イオンを生じ、これは荷電小滴のクラウドに向かってエッジから離れる ほど加速される。気体イオンの移動度は荷電小滴のそれよりもずっと大きく、し たがって液滴はほとんどまたは全体として反対の極性のイオンでの衝撃により中 和される。あるいは、同じ極性の電極を用いてとがった電極での気体イオン生成 を誘起する。 図７の断面図に示すように前記方法は受動電極を用い、これは本発明者らが適 当であることを見いだした最も簡単な方法である。しかし、これはノズルまたは 同じ極性の電極または気体分解電場（約３Ｍボルト／ｍ）を起こすのに十分な電 荷密度を有する液滴スプレークラウドに依存する。電極（１２）を直流高圧電源 を通して接地して極性がスプレークラウド（１３）と確実に反対になるようにす るのが好ましい場合もある。 前記各装置において、イオン衝突速度の調節は、フィールドガード電極（１４ ）を用いることにより行なわれ、その効果は、スプレーへの気体イオン流を増加 または減少させるねじの位置または同じ極性の他の電極の使用によりにより調節 する。 これらの電荷中和プロセスにおいて、反対の極性の気体イオンはこのように荷 電液滴と衝突してこれを中和する。液滴が形成される前に、これらの高移動性気 体イオンが噴流（３）またはその各先端部（２）を中和するのを防ぐために、気 体イオンのみを、または主に粉砕物に装入することが好ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シールドされていない電気流体力学的粉砕手段と、該粉砕手段に液体を供 給する手段と、鋭利な放電電極と、所望により、放電電極を粉砕手段と反対の極 性に荷電させる手段とからなり、気体イオンを粉砕された液体に向け、それによ り粉砕された液体を完全にまたは部分的に放電させるように放電電極が配置され ていることを特徴とする吸入用液体分配装置。 ２．放電電極により放電される粉砕液体の量が調節できるようにフィールドガ ード電極が配置される請求項１記載の装置。 ３．放電電極を調節可能に囲むかまたは包囲することによって、放電電極の有 効な形態を調節可能に変更することにより、このような調節を行うようにフィー ルドガード電極が配列されている請求項２記載の装置。 ４．フィールドガード電極が環状電極である請求項２または３記載の装置。 ５．吸入器の形態である請求項１から５のいずれか１つに記載の装置。 ６．殺生物剤または殺虫剤を分配するための請求項１記載の装置。 ７．香水または芳香剤を分配するための請求項１記載の装置。