WO2018150593A1 - 吸入装置 - Google Patents

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智彦 羽柴
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株式会社フェザーグラス
智彦 羽柴
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    • B05B7/2497—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device several liquids from different sources being supplied to the discharge device

Definitions

  • the present invention relates to an inhaler for inhaling fine particles of substances to be sprayed, such as medicines and agricultural chemicals, to humans, animals and the like.
  • nebulizers for spraying medicinal liquids in a mist have been used for medication for respiratory diseases.
  • a medical solution is atomized using compressed air or ultrasonic vibration, and is inhaled by a patient.
  • tests are conducted by inhaling the animals by spraying the environmental pollutants and chemicals in the form of a mist. ing.
  • medical solution changes with the particle diameters of the sprayed chemical
  • medical solution changes with the particle diameters of the sprayed chemical
  • the drug particle size is 4.7-7 ⁇ m
  • the throat when the particle size is 3.3-4.7 ⁇ m
  • the trachea when the particle size is 1.1-3.3 ⁇ m
  • the site where the drug solution can be delivered differs depending on the particle size of the sprayed drug solution such as bronchi.
  • the particle size of the drug solution to be sprayed can be roughly changed according to the case where the delivery site is the nose, the case where the delivery site is the throat, etc. It was not possible to precisely control the particle size of. Further, since the particle size of the sprayed drug solution is not uniform and has a constant particle size distribution, the drug solution adheres to other than the delivery site, and many drug solutions are required to obtain a desired drug effect. Need to be administered.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-62074 discloses an inhaler capable of spraying a chemical solution or the like with a set uniform particle size.
  • inhaler described in JP-A-2003-62074 ultrafine particles having a uniform particle diameter can be stably inhaled.
  • the present invention provides an inhaler capable of spraying a drug solution or the like with a set uniform particle diameter and capable of easily applying a coating for imparting sustained release to fine particles of the drug solution or the like. That is the purpose.
  • a nozzle A separation container for separating fine particles generated by the fine particle generation nozzle; At least one ejection part for ejecting ultrafine particles separated from fine particles in the separation container; Particle size setting means for setting the particle size of the ultrafine particles discharged from the discharge unit; A particle size detection means for detecting the particle size of the ultrafine particles discharged from the discharge unit; A first pressure for controlling the pressure of the gas supplied to the fine particle generating nozzle so that the particle diameter of the ultrafine particles detected by the particle diameter detecting means becomes the particle diameter of the ultrafine particles set by the particle diameter setting means.
  • Gas pressure control means A first injection port through which the fine particle generating nozzle injects the first spray target liquid material into the separation container; A second injection port for injecting the second spray target liquid substance into the separation container; A gas injection port for injecting the gas into the separation container; The gas injection port is disposed around the first injection port and the second injection port;
  • the fine particle generation nozzle is achieved by an inhaler capable of generating fine particles having a core-shell structure in which the first spray target liquid substance is a core and the second spray target liquid substance is a shell.
  • the liquid material to be sprayed is sprayed as ultrafine particles having a uniform particle diameter set by the particle diameter setting means according to the delivery site, and the liquid to be sprayed is only inhaled from the discharge unit. Ultra fine particles of the substance can be discharged. Therefore, it is possible to spray the liquid material to be sprayed with a particle size corresponding to a desired delivery site, and it is possible to prevent spraying the liquid material to be sprayed more than necessary.
  • the first spray target liquid substance can be easily coated with the second spray target liquid substance. Therefore, for example, by using a chemical solution as the first spray target liquid substance and a second spray target liquid substance as a sustained release substance, the chemical liquid can be sustained release, and the drug efficacy is maintained. be able to.
  • the fine particle generating nozzle is A nozzle body comprising the first injection port and the second injection port; A nozzle cover that forms a gap around the nozzle body; With The gap communicates with the gas source and the gas outlet; It is preferable that the gas injection port injects the gas around the first injection port and the second injection port.
  • the fine particle generation nozzle By the fine particle generation nozzle, the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance are crushed and atomized by gas to efficiently generate the fine particles composed of the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance. Can be generated.
  • the gas injection port is preferably annular. Thereby, gas can be injected to the whole of the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance to further increase the generation efficiency of the fine particles.
  • the second injection port is disposed around the first injection port. Accordingly, the first spray target liquid substance can be more easily coated with the second spray target liquid substance.
  • the second injection port is preferably annular. Moreover, it is preferable that the first injection port is disposed in the second injection port. Thereby, the coating of the first spray target liquid substance with the second spray target liquid substance can be further improved in efficiency.
  • the first spray target liquid substance and / or the second spray target liquid substance include liposomes.
  • a sustained-release coating can be easily applied by using liposomes. For example, by using a drug solution as the first spray target liquid substance and a second spray target liquid substance as a liposome-containing liquid, the pharmaceutically active ingredient in the drug solution is coated with liposomes so as to be sustained release. Can be maintained.
  • the ejection unit includes a recovery processing unit that recovers ultrafine particles that are not inhaled. Thereby, it is possible to prevent adverse effects on the environment even when the liquid material to be sprayed has toxicity.
  • the inhalation device of the present invention comprises Particle amount setting means for setting the amount of ultrafine particles discharged from the discharge unit; Particle amount detection means for detecting the amount of ultrafine particles discharged from the discharge unit; The first spray target liquid substance supplied to the fine particle generation nozzle and / or the second fine particle generation nozzle so that the particle amount of the ultrafine particles detected by the particle amount detection unit becomes the particle amount set by the particle amount setting unit. It is preferable to further include a spray target liquid substance amount control means for controlling the amount of the spray target liquid substance.
  • the amount of ultrafine particles discharged from the discharge portion is controlled by the spray target liquid substance amount control means to be a set amount, when a person inhales, the person's physique In the case of an animal experiment or the like according to the symptom, the particle amount of the liquid substance to be sprayed can be accurately controlled according to the size of the animal or the like.
  • the inhalation device of the present invention comprises Secondary gas supply means for supplying a secondary gas for raising the fine particles in the separation container into the separation container;
  • the pressure of the secondary gas supplied by the secondary gas supply means is adjusted so that the particle diameter of the ultrafine particles detected by the particle diameter detection means becomes the particle diameter of the ultrafine particles set by the particle diameter setting means. It is preferable to further comprise a second gas pressure control means for controlling.
  • the sorting container suppresses the rising of the fine particles guided to the lower part of the sorting container by the rectifying member that guides the fine particles generated by the fine particle generating nozzle to the lower part of the sorting container, and selects the fine particles. It is preferable to include a fine particle sorting plate to be used.
  • a plurality of the fine particle sorting plates provided with a plurality of fine particle passage holes through which fine particles pass are arranged, and the size of the fine particle passage holes provided in the fine particle sorting plate located below is It is preferable that it is larger than the size of the fine particle passage hole provided in the fine particle sorting plate located on the upper side.
  • the inhalation device of the present invention includes a charge supply unit that supplies charges to the ultrafine particles discharged from the discharge unit, and a charge amount control unit that controls the amount of charges supplied to the ultrafine particles by the charge supply unit. Is preferably further provided.
  • + or-charge can be supplied to the ultrafine particles ejected from the ejection unit, and the charge amount can be controlled, so that the ultrafine particles are delivered by controlling the charge amount. It can be reliably attached to a site (positively or negatively charged depending on the site).
  • the container wall of the separation container includes gas introduction means for introducing gas from the outside into the separation container.
  • control of a particle size and / or control of discharge amount can be performed more favorably.
  • the present invention A fine particle generating nozzle for generating fine particles composed of the liquid material to be sprayed by crushing and atomizing the liquid material to be sprayed with gas;
  • a separation container for separating fine particles generated by the fine particle generation nozzle; At least one ejection part for ejecting ultrafine particles separated from fine particles in the separation container;
  • Particle size setting means for setting the particle size of the ultrafine particles discharged from the discharge unit;
  • a particle size detection means for detecting the particle size of the ultrafine particles discharged from the discharge unit;
  • a first pressure for controlling the pressure of the gas supplied to the fine particle generating nozzle so that the particle diameter of the ultrafine particles detected by the particle diameter detecting means becomes the particle diameter of the ultrafine particles set by the particle diameter setting means.
  • the present invention also relates to an inhaler in which the container wall of the separation container is provided with gas introduction means for introducing gas from the outside into the separation container.
  • the inhaler according to this aspect can better control the particle size and / or the discharge amount.
  • the inhalation device of the present invention can spray a chemical solution or the like with a set uniform particle diameter, and can easily apply a coating for imparting sustained release to fine particles such as the chemical solution when the chemical solution is used. Is possible.
  • the liquid substance to be sprayed is sprayed as ultrafine particles having a uniform particle diameter set by the particle diameter setting means according to the delivery site, and the liquid substance to be sprayed is only inhaled from the discharge unit. Ultra fine particles can be discharged. Therefore, it is possible to spray the liquid material to be sprayed with a particle size corresponding to a desired delivery site, and it is possible to prevent spraying the liquid material to be sprayed more than necessary.
  • the first spray target liquid substance can be easily coated with the second spray target liquid substance. Therefore, for example, by using a chemical solution as the first spray target liquid substance and a second spray target liquid substance as a sustained release substance, the chemical liquid can be sustained release, and the drug efficacy is maintained. be able to. Moreover, it is not necessary to pre-coat the first spray target liquid substance with the second spray target liquid substance before supplying it to the inhaler.
  • the inhalation device of the present invention is provided with a fine particle charge removing means, it is possible to improve the delivery efficiency by making the fine particles uncharged. For example, by removing the electrification of the fine particles to make the fine particles uncharged, the adhesion of the fine particles to the inner surface of the inhaler due to electrostatic action can be reduced, and the discharge efficiency of the fine particles from the discharge portion can be increased.
  • the gas used in the present invention contains oxygen at a concentration of 50% by volume or more, the uptake of fine particles into the living body can be enhanced.
  • first spray target liquid substance and / or the second spray target liquid substance used in the present invention contains liposomes
  • a sustained release coating can be easily applied.
  • the pharmaceutically active ingredient in the drug solution is coated with liposomes so as to be sustained release. Can be maintained.
  • the inhaler of the present invention includes a recovery processing unit, ultrafine particles of the sprayed liquid material that has not been inhaled are recovered and processed. Therefore, it is possible to prevent adverse effects on the environment even when the liquid material to be sprayed has toxicity.
  • the spray target liquid substance amount control means controls the amount of ultrafine particles discharged from the discharge portion to be a set amount.
  • the amount of particles of the liquid material to be sprayed is accurately controlled according to the physique and symptoms of the person, and in the case of animal experiments, according to the size of the animal. be able to.
  • the inhaler of the present invention can supply charges to the ultrafine particles discharged from the discharge section and can control the charge amount, the type of charge (+ or ⁇ ) and the charge amount By controlling, ultrafine particles can be reliably attached to the delivery site.
  • the container wall of the separation container of the inhaler according to the present invention is provided with gas introduction means for introducing gas from the outside into the separation container, the particle diameter and / or the discharge amount can be controlled better. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inhaler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged front view of the fine particle sorting plate in the inhaler according to the embodiment of the present invention.
  • the enlarged front view of another fine particle sorter plate in the inhaler of one embodiment of the present invention. 1 shows a system configuration diagram of an inhaler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a system configuration diagram of an inhaler according to an embodiment of the present invention.
  • an inhaler 1 includes a cylindrical fine particle sorting container 10 having a lower end closed and a lid 10 a at the upper end.
  • the lid portion 10a of the fine particle sorting container 10 is provided with a three-fluid nozzle (fine particle generating nozzle) 2 that crushes and refines the first and second spray target liquid substances with a gas such as air.
  • the three-fluid nozzle 2 injects gas from the gas injection port to the outer peripheral portions of the first and second spray target liquid substances injected from the injection port provided at the tip of the nozzle,
  • the second spray target liquid material is crushed and refined with gas to eject fine particles having a core-shell structure with the first spray target liquid material as a core and the second spray target liquid material as a shell. is there.
  • the three-fluid nozzle 2 has a first injection port 2 a for injecting the first spray target liquid substance (A) into the fine particle sorting container 10, and a second spray target liquid substance (B).
  • a second injection port 2b for injecting into the fine particle sorting container 10 and a gas injection port 2c for injecting gas (C) into the fine particle sorting container 10 are provided, and the gas injection port 2c is the first injection port 2a. And around the second injection port 2b.
  • the three-fluid nozzle 2 includes a nozzle body 3 having a first injection port 2a and a second injection port 2b.
  • a nozzle cover 4 that forms a gap 5 is disposed around the nozzle body 3, and the gap 5 communicates with a gas supply source (not shown) and a gas injection port 2c. Gas (C) can be injected from 2c around the first injection port 2a and the second injection port 2b.
  • the gas injection port 2c is substantially annular, and the gas injection port 2c surrounds the first injection port 2a and the second injection port 2b. Accordingly, gas injection is performed on the entire first spray target liquid substance (A) injected from the first injection port 2a and the second spray target liquid substance (B) injected from the second injection port 2b. It is possible to increase the generation efficiency of the fine particles by injecting the gas (C) from the mouth 2c.
  • the 2nd injection port 2b is arrange
  • the first spray target liquid substance (A) can be easily coated with the second spray target liquid substance (B).
  • the second injection port 2b is substantially annular, and the second injection port 2b surrounds the first injection port 2a.
  • the first injection port 2a is disposed in the second injection port 2b.
  • the first spray target liquid substance (A) is supplied from the first injection port 2a, the second injection port 2b, and the gas injection port 2c, respectively.
  • the second spray target liquid substance (B) and the gas (C) are injected.
  • the first spray target liquid substance (A) is coated with the second spray target liquid substance (B), and further crushed and refined by the gas (C).
  • fine particles having a core-shell structure with the first spray target liquid substance (A) as a core and the second spray target liquid substance (B) as a shell are ejected from the three-fluid nozzle 2.
  • the three-fluid nozzle 2 can efficiently generate fine particles composed of the first and second spray target liquid substances by crushing and atomizing the first and second spray target liquid substances with gas.
  • the fine particles may have a core-shell structure in which the first spray target liquid substance is a core and the second spray target liquid substance is a shell.
  • the first spray target liquid substance can be easily coated with the second spray target liquid substance, and fine particles that maintain the coated form can be generated.
  • the first and second spray target liquid substances are mixed immediately before spraying, and the first spray target liquid substance is coated with the second spray target liquid substance. It is not necessary to coat the first spray target liquid material with the second spray target liquid material in advance. Further, since the coating is performed by spraying from the fine particle generating nozzle, the first spray target liquid substance can be easily coated with the second spray target liquid substance.
  • the first and second spray target liquid substances may be liquid at room temperature (25 ° C.).
  • the liquid material is also liquid at low temperatures (eg, 0 ° C.). It is preferable that
  • the first and second spray target liquid substances have fluidity at normal temperature (25 ° C.).
  • Fluidity at 25 ° C.” means that the level of 1 kg of liquid substance in a predetermined container is leveled, then the container is tilted, and within 12 hours, preferably within 6 hours, more preferably Means that the liquid level can become horizontal again within 1 hour, even more preferably within 30 minutes.
  • horizontal means forming a plane that intersects at right angles to the direction of action of gravity.
  • the viscosities of the first and second spray target liquid substances are not particularly limited. Therefore, in the present invention, the first and second spray target liquid substances can be widely handled from a low viscosity liquid to a high viscosity liquid.
  • the first and second spray target liquid substances are 1 ⁇ 10 ⁇ 4 to 100 Pa.s at 25 ° C. s, preferably 5 ⁇ 10 ⁇ 4 to 50 Pa.s. s, more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 3 to 10 Pa.s.
  • a liquid having a viscosity in the range of s can be used.
  • the first and / or second spray target liquid material may be in the form of a solution obtained by dissolving a solid material in a suitable solvent at room temperature (25 ° C.).
  • a suitable solvent such as water is preferred.
  • a chemical solution obtained by dissolving a powder of a pharmaceutically active ingredient that is solid at room temperature in a volatile solvent is used as the first spray target liquid substance, and a coating material that is solid at room temperature (slowly) is used as the second spray target liquid substance.
  • a coating liquid in which a releasable substance or the like is dissolved in a volatile solvent, composite fine particles in which fine particles of a pharmaceutically active ingredient are coated with a coating material can be generated.
  • the sustained-release substance is not particularly limited.
  • synthetic polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), and acrylic polymers; natural polymers such as guar gum, acacia gum, tragacanth gum, and xanthan gum Polymers: Cellulose polymers such as HPMC, hydroxypropylcellulose (HPC), hydroxyethylcellulose (HEC), methylcellulose (MC), ethylcellulose (EC), carboxymethylcellulose (CMC); sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, maltitol; Substances such as proteins such as gelatin;
  • the chemical solution can be controlled release, Can be sustained.
  • the first and / or second spray target liquid substance preferably contains liposomes. Since the liposome functions as a sustained-release substance, the sustained-release coating can be easily applied by using the liposome. For example, by using a drug solution as the first spray target liquid substance and a second spray target liquid substance as a liposome-containing liquid, the pharmaceutically active ingredient in the drug solution is coated with liposomes so as to be sustained release. Can be maintained.
  • the conventional liposome complex production technology requires the use of a hydrophobic solvent that requires careful handling, but ultimately requires removal of the hydrophobic solvent, which increases the number of production steps and increases efficiency.
  • a hydrophilic solvent that is easy to handle, such as water, so that the production process can be simplified and the liposome-coated fine particles can be produced efficiently.
  • the fine particles generated by the fine particle generating nozzle in the inhalation device of the present invention contain a pharmaceutically active ingredient, the pharmaceutically active ingredient is not denatured. Therefore, the present invention does not inhibit the drug effect of the pharmaceutically active ingredient.
  • a vaccine can also be used as the microparticles in the present invention.
  • vaccine fine particles can be generated by using a drug solution containing a predetermined antigen as the first spray target liquid substance and using only the solvent of the drug solution as the second spray target liquid substance.
  • physical action such as heat and crushing force can be avoided for the pharmaceutically active ingredient (antigen), and therefore there is no denaturation of the pharmaceutically active ingredient.
  • the titer of will not fluctuate.
  • the microparticles in the present invention can contain various biologics such as iPS cells.
  • the gas used in the present invention is not particularly limited. Therefore, as the gas, for example, nitrogen, oxygen, or a mixture of various gases such as nitrogen such as air and oxygen can be used.
  • the amount of dissolved gas in the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance can be controlled.
  • the gas preferably has an oxygen concentration of 50% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, and even more preferably pure oxygen. Thereby, the uptake
  • the amount of dissolved oxygen in the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance can be set to a saturation amount, and this also allows the first spray target liquid substance and the second spray target liquid substance. Can be improved.
  • a liquid having a relatively high viscosity can be used as the first and / or second liquid material to be sprayed. It is less prone to clogging and has excellent wear resistance.
  • the material of the component parts of the three-fluid nozzle 2 such as the nozzle body 3 and the nozzle cover 4 is not particularly limited, and examples thereof include stainless steel such as SUS304 and wear-resistant plastic such as Teflon (registered trademark). It is done.
  • the shape or area of at least one opening of the first injection port 2a, the second injection port 2b, and the gas injection port 2c may be variable. Thereby, control of the supply amount and / or supply speed of at least one of the first spray target liquid substance, the second spray target liquid substance, and the gas can be more easily performed.
  • the relative position between the nozzle body 3 and the nozzle cover 4 can be made variable so that the opening area of the gas injection port 2c can be increased or decreased to adjust the gas injection amount and / or the injection speed to control the size of the fine particles.
  • the degree of coating of the first spray target liquid substance with the second spray target liquid substance may be controlled.
  • a rectifying cone (rectifying member) 14 for rectifying and guiding fine particles generated by the three-fluid nozzle 2 to the lower part of the fine particle sorting container 10 is provided in the fine particle sorting container 10.
  • the tip of the three-fluid nozzle 2 is disposed in the opening at the top of the rectifying cone 14.
  • a secondary gas supply pipe 18 extending from the secondary gas compressor 16 is disposed in the fine particle separation container 10, and secondary gas such as air from the secondary gas compressor 16 is supplied to the rectifying cone 14. Supplied near the lower opening.
  • three fine particle sorting plates 20, 22, 24 are provided for suppressing the floating of the fine particles guided to the lower part of the fine particle sorting container 10 by the rectifying cone 14 and sorting the fine particles. ing.
  • the number of the fine particle sorting plates is arbitrary and can be changed as appropriate.
  • the fine particle sorting plate 20 is a plate-like member having a disk shape in which an opening 20a through which the rectifying cone 14 passes is provided in the center, and a large number of fine particle passage holes 20b are provided.
  • the fine particle sorting plate 22 is a plate-like member having a disk shape in which an opening 22a through which the rectifying cone 14 passes is provided in the center, and a large number of fine particle passage holes 22b are provided. It has been.
  • the fine particle passage hole 22b is formed larger than the size of the fine particle passage hole 20b of the fine particle sorting plate 20. Further, as shown in FIG.
  • the fine particle sorting plate 24 is a plate-like member having a disk shape in which an opening 24a through which the rectifying cone 14 passes is provided in the center, and a large number of fine particle passage holes 24b are provided. ing.
  • the fine particle passage hole 24 b is formed larger than the size of the fine particle passage hole 22 b of the fine particle sorting plate 22.
  • a discharge port 10 b is provided at the bottom of the fine particle sorting container 10.
  • the liquid material to be sprayed that has accumulated at the bottom of the fine particle sorting container 10 is discharged from the discharge port 10b.
  • the lid 10a of the fine particle sorting container 10 is provided with a discharge unit 28 for discharging ultra fine particles separated from the fine particles in the fine particle sorting container 10.
  • the discharge unit 28 is provided at the spray port mounting portion 28a attached to the lid portion 10a of the particulate sorting container 10, the spray guide tube 28b connected to the spray port mounting portion 28a, and the tip of the spray guide tube 28b.
  • the suction port 28c is configured.
  • a valve 28d that opens only at the time of inhalation is provided between the spray guide tube 28b and the suction port 28c.
  • the suction port 28c is provided with a recovery processing device 29 that recovers ultrafine particles via an ultrafine particle recovery tube 29a.
  • the fine particle sorting container 10 may include a plurality of discharge units 28. Good. Thereby, ultrafine particles can be simultaneously supplied to a large number of patients.
  • An auxiliary gas nozzle 19 a is installed on the container wall of the particulate sorting container 10 shown in FIG. 1, and an auxiliary gas supply pipe 19 b extending from the auxiliary gas compressor 17 is connected.
  • the outlet of the auxiliary gas nozzle 19a is directed to the discharge unit 28, and the auxiliary gas supplied from the auxiliary gas compressor 17 is discharged upward from the auxiliary gas nozzle 19a in the fine particle sorting container 10.
  • the auxiliary gas compressor 17, the auxiliary gas supply pipe 19b, and the auxiliary gas nozzle 19a constitute gas introduction means for introducing gas from the outside into the separation container.
  • storage containers 26 a and 26 b for storing a first spray target liquid substance and a second spray target liquid substance are provided in the fine particle sorting container 10, respectively.
  • the supply pipes 30 a and 30 b are provided with electromagnetic valves 32 a and 32 b for adjusting the supply amount of each spray target liquid substance to the three-fluid nozzle 2.
  • a gas supply pipe 36 for supplying nozzle gas to the three-fluid nozzle 2 is provided between the nozzle supply compressor 34 and the three-fluid nozzle 2.
  • the three-fluid nozzle 2 is connected to a power supply device 40 that supplies charges to the ultrafine particles discharged from the suction port 28 c of the discharge unit 28.
  • the power supply device 40 supplies a desired DC voltage to the three-fluid nozzle 2 and charges the ultrafine particles discharged from the suction port 28c to + or-. By charging the ultrafine particles in this way, it is possible to improve the adhesion efficiency of the ultrafine particles to the application site.
  • the pressure of the secondary gas supplied into the fine particle separation container 10 by the above-mentioned secondary gas compressor 16, the pressure of the auxiliary gas supplied into the fine particle separation container 10 from the auxiliary gas compressor 17, and the nozzle supply compressor 34 The pressure of the nozzle gas supplied to the three-fluid nozzle 2 and the amount of the liquid material to be sprayed supplied to the three-fluid nozzle 2 via the electromagnetic valves 32a and 32b are controlled by the control device 42 (see FIG. 6). Is done. Further, the control device 42 controls the charge type (+ or ⁇ ) and the charge amount (charge amount) supplied to the three-fluid nozzle 2 by the power supply device 40.
  • control device 42 controls the pressure of the secondary gas supplied into the fine particle sorting container 10, the first gas pressure control means for controlling the pressure of the nozzle gas supplied to the three-fluid nozzle 2.
  • Second gas pressure control means for controlling, auxiliary gas pressure control means for controlling the pressure of the auxiliary gas supplied into the fine particle sorting container 10, and the amount of the liquid material to be sprayed supplied to the three-fluid nozzle 2 is controlled. It functions as a spray target liquid substance amount control means, and a charge control means for controlling the charge species and charge amount supplied to the suction port 28c of the discharge section 28.
  • a particle size detection unit S1 for detecting the distribution of the particle size of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28 and a particle amount detection unit S2 for detecting the particle amount of the ultrafine particles. Then, detection values are input from the particle diameter detection unit S1 and the particle amount detection unit S2. Further, the control device 42 includes a particle diameter setting unit 44a for setting the particle diameter of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28, a particle amount setting unit 44b for setting the particle amount of the ultrafine particles, and the charge of the ultrafine particles. A charge setting unit 44c for setting the seed and charge amount (supply charge amount) is connected.
  • the first and second spray target liquid substances are supplied to the three-fluid nozzle 2, and air is supplied as the nozzle gas, the secondary gas, and the auxiliary gas.
  • air is supplied as the nozzle gas, the secondary gas, and the auxiliary gas.
  • the particle diameter setting unit 44a sets the particle diameters of the ultrafine particles of the first and second spray target liquid substances to be discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28, and the particle amount setting unit 44b sucks the discharge unit 28 through the suction unit 28b.
  • the amount of ultrafine particles discharged from the port 28c is set. That is, an appropriate particle diameter is set according to the site to be administered, and the particle amount is set according to the physique, symptoms, etc. of the person to be administered.
  • ultrafine particles of the first and second spray target liquid substances are generated. That is, in the suction device 1, when air (nozzle gas) is supplied from the nozzle supply compressor 34 through the gas supply pipe 36 to the three-fluid nozzle 2, this air is supplied to the tip of the three-fluid nozzle 2. It is injected from the gas injection port 2c (see FIG. 2), and the first and second spray target liquid substances in the storage containers 26a and 26b are sucked up by this injection force, and are supplied to the three-fluid nozzle 2 through the supply pipe 30. Supplied.
  • the first spray target liquid material and the second spray target liquid material ejected from the first spray port 2a and the second spray port 2b are provided.
  • the fine particles made of the first and second spray target liquid materials are ejected by being crushed and refined by the air ejected from the gas ejection port 2c (see FIG. 2).
  • the fine particles ejected from the three-fluid nozzle 2 are guided to the lower part of the fine particle sorting container 10 through the rectifying cone 14.
  • air (secondary gas) from the secondary gas compressor 16 is supplied to the vicinity of the opening at the lower portion of the rectifying cone 14 via the secondary gas supply pipe 18.
  • air (auxiliary gas) from the auxiliary gas compressor 17 is discharged from the auxiliary gas nozzle 19a into the fine particle sorting container 10 toward the discharge unit 28 via the auxiliary gas supply pipe 19b.
  • the fine particles guided to the lower part of the fine particle sorting container 10 are floated by the fine particle sorting plates 20, 22, 24 due to the upward flow of the air (nozzle gas), the secondary gas and the auxiliary gas ejected from the three-fluid nozzle 2. While being suppressed, the particles gradually float inside the particle sorting container 10 through the particle passage holes 20b, 22b, 24b provided in the particle sorting plates 20, 22, 24. That is, the fine particles that have passed through the fine particle sorting plate 24 are suppressed from floating by the fine particle sorting plate 22, and fine particles having a predetermined particle diameter are retained between the fine particle sorting plate 24 and the fine particle sorting plate 22.
  • fine particles having a large particle diameter fall to the bottom of the fine particle sorting container 10 by gravity.
  • fine particles that have passed through the fine particle sorting plate 22 are suppressed from floating by the fine particle sorting plate 20, and fine particles having a predetermined particle diameter are retained between the fine particle sorting plate 22 and the fine particle sorting plate 20.
  • fine particles having a large particle diameter fall to the bottom of the fine particle sorting container 10 by gravity.
  • the particle size of the fine particles staying between the fine particle sorting plate 22 and the fine particle sorting plate 20 is smaller than the particle size of the fine particles staying between the fine particle sorting plate 24 and the fine particle sorting plate 22.
  • the fine particles float in the fine particle sorting container 10 in this way, the fine particles having a large particle size fall to the bottom of the fine particle sorting container 10, and only the ultra fine particles having a uniform particle size are discharged from the fine particle sorting container 10. 28 is discharged.
  • the first and second spray target liquid substances accumulated at the bottom of the fine particle sorting container 10 are discharged from the discharge port 10b.
  • the particle size distribution of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28 is detected by the particle size detection unit S1, and the particle amount of the ultrafine particles is detected by the particle amount detection unit S2.
  • the detection values detected by the particle diameter detection unit S1 and the particle amount detection unit S2 are input to the control device 42.
  • the particle size of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28 is set to the value set by the particle size setting unit 44a, and the particle amount of the ultrafine particles is set to the particle amount setting unit 44b.
  • Control signals are output to the secondary gas compressor 16, the auxiliary gas compressor 17, the solenoid valves 32 a and 32 b, and the nozzle supply compressor 34 so as to be supplied to the three-fluid nozzle 2.
  • Control the pressure of air (nozzle gas) and the amount of the first and second spray target liquid substances supplied to the three-fluid nozzle 2, and the secondary gas and auxiliary gas supplied into the fine particle separation container 10 To control the pressure.
  • control device 42 controls the nozzle supply compressor 34 when the particle size of the ultrafine particles detected by the particle size detection unit S1 is larger than the size set by the particle size setting unit 44a.
  • the pressure of the air (nozzle gas) supplied to the three-fluid nozzle 2 is increased.
  • the air (secondary gas) supplied into the fine particle separation container 10 by controlling the secondary gas compressor 16 and / or the air supplied into the fine particle separation container 10 by controlling the auxiliary gas compressor 17 Increase the pressure of the auxiliary gas. Thereby, the particle diameter of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c is reduced.
  • the nozzle supply compressor 34 is controlled and supplied to the three-fluid nozzle 2. Reduce the pressure of the air (nozzle gas). Further, the pressure of the air (secondary gas) supplied into the fine particle separation container 10 is lowered by controlling the secondary gas compressor 16. Thereby, the particle diameter of the ultrafine particles discharged from the suction port 28c is increased.
  • the pressure of air (nozzle gas) supplied to the three-fluid nozzle 2 or the pressure of air (secondary gas and / or auxiliary gas) supplied into the fine particle sorting container 10 can be controlled, but the pressure of the air (nozzle gas) supplied to the three-fluid nozzle 2 and the air supplied to the fine particle sorting container 10 (two Secondary gas) and / or the auxiliary gas compressor 17 to control both the pressure of the air (auxiliary gas) supplied into the fine particle separation container 10 to control the particle diameter of the ultrafine particles with higher accuracy. be able to.
  • the amount of fine particles detected by the particle amount detection unit S2 is smaller than the amount set by the particle amount setting unit 44b, a control signal is output to the electromagnetic valves 32a and 32b, and the three-fluid nozzle 2 The amount of the first spray target liquid substance and / or the second spray target liquid substance supplied to the first is increased. As a result, the amount of ultrafine particles discharged from the suction port 28c increases.
  • the particle diameter of the ultrafine particles detected by the particle diameter detector S1 is set by the particle diameter setting unit 44a to become the particle diameter
  • the particle amount detected by the particle amount detector S2 is the particle amount setting unit. The above-described control is repeated until the amount of particles set by 44b is reached, and then inhalation is started.
  • the valve 28 opens only during inhalation, and ultrafine particles are discharged to the inhalation port 28 c side to allow inhalation. Further, the ultrafine particles discharged to the suction port 28c side and not sucked are collected by the collection processing device 29.
  • the first and second spray target liquid substances are sprayed as ultrafine particles having a uniform particle diameter set by the particle diameter setting means, and ultrafine particles are only inhaled. Can be discharged. Therefore, since the ultrafine particles can be sprayed with a particle diameter corresponding to a desired application site, a large medicinal effect can be obtained with a small amount of the first and second spray target liquid substances. Moreover, since it can prevent spraying the 1st and 2nd spray object liquid substance more than necessary, the consumption of the 1st and 2nd spray object liquid substance can be decreased.
  • first and second spray target liquid substances are sprayed as ultra fine particles having a uniform particle size set by the particle size setting means, and the first and second spray targets that are not inhaled in the recovery processing unit Collect and process ultra fine particles of liquid material. Therefore, it is possible to prevent adverse effects on the environment even when the first and second spray target liquid substances are toxic.
  • the amount of ultrafine particles discharged from the suction port 28c is controlled to be a set amount, when a person performs inhalation, the first and second types are selected according to the person's physique and symptoms. The amount of particles of the liquid substance to be sprayed can be accurately controlled.
  • the ultrafine particles generated by the present invention are not originally charged, in the inhaler 1 of the above-described embodiment, the ultrafine particles discharged from the suction port 28c of the discharge unit 28 by the charge setting unit 44c. It can be charged positively or negatively. That is, when the charge type (+ or ⁇ ) and the charge amount are set by the charge setting unit 44 c, the control device 42 outputs a control signal to the power supply device 40 based on the set value, and the power supply device 40 outputs three control signals. The charge species and amount of charge supplied to the fluid nozzle 2 are controlled. Therefore, the ultrafine particles can be reliably attached to the application site by controlling the charge type and charge amount of the ultrafine particles as necessary. In addition, since the object to be charged in the present invention is ultrafine particles, in the present invention, electric power required for charging may be small, for example, 1 kw or less.
  • the fine particles need not be charged. That is, in the inhaler 1 shown in FIG. 1, the power supply device 40 may be connected to the three-fluid nozzle 2 and the fine particles generated from the three-fluid nozzle 2 may not be charged.
  • the suction unit 28 may include a charge removing unit that removes the charge of the ultrafine particles.
  • the adhesion of the fine particles to the inner surface of the inhaler due to electrostatic action can be reduced, and the discharge efficiency of the fine particles from the discharge portion can be increased.
  • the inhaler generates ultrafine particles of the first and second spray target liquid substances and inhales them to humans has been described as an example.
  • chemicals, environmental pollutants, etc. It is also possible to conduct an animal experiment by using a spray target substance and inhaling the animal with ultrafine particles of the spray target substance.
  • the set uniform ultrafine particles can be used for the experiment, an accurate experimental result can be obtained.
  • the plant can inhale fine particles from the outside through the pores, the present invention can also be used for the plant.
  • this inhaler can generate ultra fine particles of sprayable substances with a uniform particle size, so it can be used for safety tests on pharmaceuticals, agricultural chemicals, etc., toxicity tests for various chemical substances in the work environment, and air pollutants. Even when used in an inhalation test or the like conducted in research on environmental hormones, an accurate test result can be obtained.
  • the inhaler of the present invention can spray a chemical solution or the like with a set uniform particle size. Further, in the inhaler of the present invention shown in FIG.
  • the auxiliary gas nozzle 19a is installed on the container wall of the fine particle sorting container 10, and the auxiliary gas supplied from the auxiliary gas compressor 17 is supplied from the auxiliary gas nozzle 19a. Since the ink is discharged upward, it is possible to better control the particle diameter and / or the discharge amount of the fine particles.
  • the inhaler of the present invention separates and discharges the fine particles generated by the fine particle generating nozzle 2 in the fine particle sorting container 10 according to the particle size, so that ultra fine particles having a very narrow particle size distribution can be discharged. Therefore, ultrafine particles with a uniform particle diameter can be discharged.
  • the maximum particle size of the generated ultrafine particles can be set to, for example, less than 1 ⁇ m.
  • the maximum particle size of the ultrafine particles is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and even more preferably 100 nm or less.
  • the ultrafine particles of the present invention do not contain fine particles having a particle size of 1 ⁇ m or more. That is, for example, fine particles having an average particle size of less than 1 ⁇ m include fine particles having a particle size of 1 ⁇ m or more depending on the particle size distribution, but fine particles having a maximum particle size of less than 1 ⁇ m are relatively large. Does not contain particles of diameter.
  • SYMBOLS 1 ... Suction device, 2 ... Three fluid nozzle, 3 ... Nozzle body, 4 ... Nozzle cover, 5 ... Air gap, 10 ... Fine particle separation container, 14 ... Rectification cone, 16 ... Secondary gas compressor, 20, 22, 24 ... Fine particle sorting plate, 26 ... Reservoir, 28 ... Discharge unit, 28c ... Suction port, 28d ... Valve, 29 ... Recovery processing device, 32 ... Solenoid valve, 34 ... Compressor for nozzle supply, 40 ... Power supply device, 42 ... Control device 44a ... Particle size setting unit, 44b ... Particle amount setting unit, 44c ... Charge setting unit, S1 ... Particle size detection unit, S2 ... Particle amount detection unit.

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Abstract

本発明は、前記第１の噴霧対象液体物質をコアとし、前記第２の噴霧対象液体物質をシェルとするコア－シェル構造を有し、均一な粒子径を有する超微粒子を発生可能な吸入装置に関する。本発明によって、均一な粒子径で薬液等の超微粒子を噴霧することができ、しかも、当該超微粒子に徐放性付与等のためのコーティングを容易に施すことができる。

Description

吸入装置
この発明は、人、動物等に医薬、農薬等の噴霧対象物質の微粒子を吸入させるための吸入装置に関するものである。
従来、呼吸器系疾患に対する投薬には、薬液を霧状にして噴霧するネブライザが用いられている。このネブライザは、圧縮空気又は超音波振動を用いて薬液を霧状にして患者に吸入させるものである。
また、環境汚染物質の吸入毒性試験、医薬品の開発の際に行われる動物実験等を行う場合にも、環境汚染物質、薬液等を霧状にして噴霧して動物に吸入させることにより試験を行っている。
ところで、呼吸器系では、噴霧された薬液の粒子径によって当該薬液の送達部位が異なることが知られている。例えば、人の場合、薬液の粒子径が４．７～７μｍの場合には咽喉、粒子径が３．３～４．７μｍの場合には気管、粒子径が１．１～３．３μｍの場合には気管支、のように噴霧された薬液の粒子径により当該薬液が送達可能な部位が異なっている。
　しかしながら、従来のネブライザにおいては、送達部位が鼻である場合、送達部位が咽喉である場合等に応じて、大まかに噴霧される薬液の粒子径を変更することはできたが、噴霧される薬液の粒子径を精密にコントロールすることはできなかった。また、噴霧される薬液の粒子径は、均一ではなく一定の粒子径の分布を有しているため、送達部位以外にも薬液が付着してしまい、所望の薬効を得るためには多くの薬液の投与が必要となっていた。
また、環境汚染物質の吸入毒性試験、医薬品の開発の際に行われる動物実験等においても、噴霧した環境汚染物質、薬液等の粒子径が均一でないため、試験結果に含まれる誤差が大きくなり、正確な試験結果を得ることが困難になっていた。
　そこで、特開２００３－６２０７４号公報では、設定した均一な粒子径で薬液等を噴霧可能とする吸入装置が開示されている。特に、特開２００３－６２０７４号公報記載の吸入装置では、粒子径が均一な超微粒子を安定して吸入することができる。
特開２００３－６２０７４号公報
　しかし、粒子径が非常に小さい超微粒子の形態の薬液の場合、確かに、呼吸器系の奥（例えば肺胞）まで、当該薬液を送達することが可能となるが、当該薬液中の医薬有効成分は生体に迅速に吸収されて直ちに消費されるために、薬効を持続させることが困難となる場合がある。
　そこで、薬液の超微粒子に徐放性コーティングを事前に施した上でネブライザによって吸入することが考えられるが、経口投与される錠剤等の薬剤とは異なり、吸入投与される薬液の超微粒子の粒径は非常に小さいので、ネブライザへの供給前にコーティングを施すことは困難である。
本発明は、設定した均一な粒子径で薬液等を噴霧することができ、しかも、当該薬液等の微粒子に徐放性付与等のためのコーティングを容易に施すことが可能な吸入装置を提供することをその目的とする。
本発明の目的は
第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質からなる微粒子を発生させる微粒子発生ノズルと、
前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を分別する分別容器と、
前記分別容器において微粒子から分別された超微粒子を吐出させる少なくとも１つの吐出部と、
前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子径を設定する粒子径設定手段と、
前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子径を検出する粒子径検出手段と、
前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される気体の圧力を制御する第１の気体圧制御手段とを備え、
　前記微粒子発生ノズルが
前記第１の噴霧対象液体物質を前記分別容器内に噴射する第１の噴射口、
前記第２の噴霧対象液体物質を前記分別容器内に噴射する第２の噴射口、
前記気体を前記分別容器内に噴射する気体噴射口
を備えており、
　前記気体噴射口が前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口の周囲に配設されており、
前記微粒子発生ノズルが、前記第１の噴霧対象液体物質をコアとし、前記第２の噴霧対象液体物質をシェルとするコア－シェル構造を有する微粒子を発生可能な、吸入装置によって達成される。
本発明の上記吸入装置によれば、噴霧対象液体物質を送達部位に応じて粒子径設定手段により設定された均一な粒子径の超微粒子として噴霧し、また、吐出部より吸入時のみ噴霧対象液体物質の超微粒子を吐出することができる。従って、所望の送達部位に応じた粒子径で噴霧対象液体物質を噴霧することができ、また必要以上の噴霧対象液体物質を噴霧することを防止することができる。
　また、本発明の上記吸入装置によれば、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によって容易にコーティングすることができる。したがって、例えば、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質を徐放性物質とすることによって、当該薬液を徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。
　前記微粒子発生ノズルは、
　前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口を備えるノズル本体、
　前記ノズル本体の周囲に空隙を形成するノズルカバー、
を備えており、
前記空隙が前記気体の供給源及び前記気体噴射口と連通し、
　前記気体噴射口が前記第１の噴射口及び第２の噴射口の周囲に前記気体を噴射することが好ましい。
　上記微粒子発生ノズルによって、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質からなる微粒子を効率的に発生させることができる。
前記気体噴射口は環状であることが好ましい。これにより、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質の全体に気体を噴射して微粒子の発生効率を更に高めることができる。
前記第２の噴射口は前記第１の噴射口の周囲に配設されていることが好ましい。これにより、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によって更に容易にコーティングすることができる。
前記第２の噴射口は環状であることが好ましい。また、前記第２の噴射口内に前記第１の噴射口が配設されていることが好ましい。これにより、第２の噴霧対象液体物質による第１の噴霧対象液体物質の被覆を更に効率化することができる。
前記第１の噴霧対象液体物質及び／又は前記第２の噴霧対象液体物質はリポソームを含むことが好ましい。リポソームを使用することによって徐放性コーティングを容易に施すことができる。例えば、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質をリポソーム含有液とすることによって、当該薬液中の医薬有効成分をリポソームによって被覆して徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。
本発明の吸入装置は、前記吐出部において、吸入されない超微粒子を回収処理する回収処理部を備えることが好ましい。これにより、噴霧対象液体物質が毒性を有する場合等においても環境に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
本発明の吸入装置は、
前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子量を設定する粒子量設定手段と、
前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子量を検出する粒子量検出手段と、
前記粒子量検出手段により検出された超微粒子の粒子量が前記粒子量設定手段により設定された粒子量となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質の量を制御する噴霧対象液体物質量制御手段とを更に備えることが好ましい。
この態様によれば、噴霧対象液体物質量制御手段により吐出部から吐出させる超微粒子の粒子量が設定された量となるように制御するため、人が吸入を行う場合には、その人の体格、症状に応じ、また動物実験等の場合には、その動物の大きさ等に応じて、噴霧対象液体物質の粒子量を的確に制御することができる。
本発明の吸入装置は、
前記分別容器内の微粒子を上昇させるための二次気体を前記分別容器内に供給する二次気体供給手段と、
前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記二次気体供給手段により供給される二次気体の圧力を制御する第２の気体圧制御手段とを更に備えることが好ましい。
前記分別容器は、前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を、この分別容器の下部まで導く整流部材と、前記整流部材により分別容器の下部まで導かれた微粒子の浮上を抑制し、微粒子の選別を行う微粒子選別プレートとを備えることが好ましい。
前記分別容器内に、微粒子が通過する複数の微粒子通過孔が設けられた前記微粒子選別プレートが複数枚配置され、下側に位置する前記微粒子選別プレートに設けられた前記微粒子通過孔の大きさは、上側に位置する前記微粒子選別プレートに設けられた前記微粒子通過孔の大きさに比較して大きいことが好ましい。
本発明の吸入装置は、前記吐出部から吐出される超微粒子に対して電荷を供給する電荷供給手段と、前記電荷供給手段により超微粒子に供給される電荷の量を制御する電荷量制御手段とを更に備えることが好ましい。
この態様によれば、吐出部から吐出される超微粒子に＋又は－の電荷を供給することができ、また、電荷量を制御することができるため、電荷量を制御することにより超微粒子を送達部位（部位によって正又は負に荷電している）に確実に付着させることができる。
前記分別容器の容器壁は、該分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を備えることが好ましい。これにより、粒径の制御及び／又は吐出量の制御をより良好に行えることができる。
本発明は、
噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して噴霧対象液体物質からなる微粒子を発生させる微粒子発生ノズルと、
前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を分別する分別容器と、
前記分別容器において微粒子から分別された超微粒子を吐出させる少なくとも１つの吐出部と、
前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子径を設定する粒子径設定手段と、
前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子径を検出する粒子径検出手段と、
前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される気体の圧力を制御する第１の気体圧制御手段とを備え、
前記分別容器の容器壁が該分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を備える、吸入装置にも関する。この態様の吸入装置は、粒径の制御及び／又は吐出量の制御をより良好に行えることができる。
本発明の吸入装置は、設定した均一な粒子径で薬液等を噴霧することができ、しかも、当該薬液等の微粒子に徐放性付与等のためのコーティングを当該薬液の使用時に容易に施すことが可能である。
特に、本発明によれば、噴霧対象液体物質を送達部位に応じて粒子径設定手段により設定された均一な粒子径の超微粒子として噴霧し、また、吐出部より吸入時のみ噴霧対象液体物質の超微粒子を吐出することができる。従って、所望の送達部位に応じた粒子径で噴霧対象液体物質を噴霧することができ、また必要以上の噴霧対象液体物質を噴霧することを防止することができる。
　また、本発明によれば、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によって容易にコーティングすることができる。したがって、例えば、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質を徐放性物質とすることによって、当該薬液を徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。しかも、吸入装置に供給する前に、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によって事前にコーティングする必要がない。
本発明の吸入装置が微粒子の帯電除去手段を備える場合は、微粒子を無荷電としてその送達効率を高めることができる。例えば、微粒子の帯電を除去して微粒子を無荷電とすることにより、吸入装置内面への微粒子の静電作用による付着を低減して、吐出部からの微粒子の吐出効率を高めることができる。
　本発明で使用される気体が５０体積％以上の濃度で酸素を含む場合は微粒子の生体内への取り込みを高めることができる。
本発明で使用される第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質がリポソームを含む場合は徐放性コーティングを容易に施すことができる。例えば、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質をリポソーム含有液とすることによって、当該薬液中の医薬有効成分をリポソームによって被覆して徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。
　本発明の吸入装置が回収処理部を備える場合は、吸入されなかった噴霧対象液体物質の超微粒子を回収して処理する。従って、噴霧対象液体物質が毒性を有する場合等においても環境に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
また、本発明の吸入装置が噴霧対象液体物質量制御手段を備える場合は、噴霧対象液体物質量制御手段により吐出部から吐出させる超微粒子の粒子量が設定された量となるように制御するため、人が吸入を行う場合には、その人の体格、症状に応じ、また動物実験等の場合には、その動物の大きさ等に応じて、噴霧対象液体物質の粒子量を的確に制御することができる。
更に、本発明の吸入装置が、吐出部から吐出される超微粒子に電荷を供給することができ、また、電荷量を制御することができる場合は、電荷の種類（＋又は－）及び電荷量を制御することにより超微粒子を送達部位に確実に付着させることができる。
本発明の吸入装置の分別容器の容器壁が該分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を備える場合は、粒径の制御及び／又は吐出量の制御をより良好に行えることができる。
本発明の一実施形態の吸入装置の概略構成図。 本発明の一実施形態の吸入装置における微粒子発生ノズルの拡大断面図。 本発明の一実施形態の吸入装置における微粒子選別プレートの拡大正面図。 本発明の一実施形態の吸入装置における別の微粒子選別プレートの拡大正面図。 本発明の一実施形態の吸入装置における別の微粒子選別プレートの拡大正面図。 本発明の一実施形態の吸入装置のシステム構成図を示す。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の吸入装置について説明する。
　図１に示すように、本発明の一実施形態に係る吸入装置１は、下端部が閉じ上端部に蓋部１０ａを有する円筒形状の微粒子分別容器１０を備えている。この微粒子分別容器１０の蓋部１０ａには、第１及び第２の噴霧対象液体物質を空気等の気体により破砕微細化する三流体ノズル（微粒子発生ノズル）２が設けられている。
　まず、三流体ノズル２について説明する。
三流体ノズル２は、ノズルの先端部に設けられた噴射口から噴射された第１及び第２の噴霧対象液体物質の外周部に対して、気体噴射口から気体を噴射して、第１及び第２の噴霧対象液体物質を気体により破砕微細化することにより第１の噴霧対象液体物質をコアとし、第２の噴霧対象液体物質をシェルとするコア－シェル構造を有する微粒子を噴出させるものである。
図２に示すように、三流体ノズル２は、第１の噴霧対象液体物質（Ａ）を微粒子分別容器１０内に噴射する第１の噴射口２ａ、第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）を微粒子分別容器１０内に噴射する第２の噴射口２ｂ、及び、気体（Ｃ）を微粒子分別容器１０内に噴射する気体噴射口２ｃを備えており、気体噴射口２ｃが第１の噴射口２ａ及び第２の噴射口２ｂの周囲に配設されている。
　具体的には、図２に示す態様では、三流体ノズル２は、第１の噴射口２ａ及び第２の噴射口２ｂを有するノズル本体３を備えており、ノズル本体３内には、図示を省略する供給源から第１の噴霧対象液体物質（Ａ）を第１の噴射口２ａに供給する第１の管路３ａ、及び、図示を省略する供給源から第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）を第２の噴射口２ｂに供給する第２の管路３ｂが形成されている。
そして、ノズル本体３の周囲には、空隙５を形成するノズルカバー４が配設されており、空隙５は図示を省略する気体の供給源及び気体噴射口２ｃと連通しており、気体噴射口２ｃから第１の噴射口２ａ及び第２の噴射口２ｂの周囲に気体（Ｃ）を噴射可能とされている。
図２に示す態様では、気体噴射口２ｃは略環状とされており、第１の噴射口２ａ及び第２の噴射口２ｂを気体噴射口２ｃが取り囲んでいる。したがって、第１の噴射口２ａから噴射される第１の噴霧対象液体物質（Ａ）及び第２の噴射口２ｂから噴射される第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）の全体に対して気体噴射口２ｃから気体（Ｃ）を噴射して微粒子の発生効率を高めることができる。
また、図２に示す態様では、第２の噴射口２ｂが第１の噴射口２ａの周囲に配設されている。これにより、第１の噴霧対象液体物質（Ａ）を第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）によって容易にコーティングすることができる。更に、図２に示す態様では、第２の噴射口２ｂは略環状とされており、第１の噴射口２ａを第２の噴射口２ｂが取り囲んでいる。具体的には、第２の噴射口２ｂ内に第１の噴射口２ａが配設されている。これにより、第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）による第１の噴霧対象液体物質（Ａ）の被覆を更に効率化することができる。
図２に示す態様において三流体ノズル２から微粒子を発生させる場合は、第１の噴射口２ａ、第２の噴射口２ｂ及び気体噴射口２ｃから、それぞれ、第１の噴霧対象液体物質（Ａ）、第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）及び気体（Ｃ）を噴射する。これにより、第１の噴霧対象液体物質（Ａ）は第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）によってコーティングされ、更に、気体（Ｃ）により破砕微細化される。これによって第１の噴霧対象液体物質（Ａ）をコアとし、第２の噴霧対象液体物質（Ｂ）をシェルとするコア－シェル構造を有する微粒子が三流体ノズル２から噴射される。
　このように、三流体ノズル２によって、第１及び第２の噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して第１及び第２の噴霧対象液体物質からなる微粒子を効率的に発生させることができる。そして、その微粒子は、第１の噴霧対象液体物質をコアとし、第２の噴霧対象液体物質をシェルとするコア－シェル構造を有することができる。
　すなわち、三流体ノズル２によって、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によって容易にコーティングすることができ、また、コーティングされた形態を維持した微粒子を生成することができる。
　本発明では、噴霧直前に、第１及び第２の噴霧対象液体物質を混合して、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によってコーティングするので、吸入装置への供給前に、事前に、第１の噴霧対象液体物質を第２の噴霧対象液体物質によってコーティングする必要がない。また、微粒子発生ノズルからの噴射によってコーティングを実施するので第２の噴霧対象液体物質による第１の噴霧対象液体物質のコーティングを容易に行うことができる。
　なお、第１及び第２の噴霧対象液体物質は、常温（２５℃）において液体であればよいが、温度環境の変化に対する微粒子の安定な生成のためには、低温（例えば０℃）でも液体であることが好ましい。
　第１及び第２の噴霧対象液体物質は、常温（２５℃）において流動性を有することが好ましい。「２５℃において流動性を有する」とは、所定の容器内の１ｋｇの液体物質の液面を水平とした後、当該容器を傾斜させ、１２時間以内に、好ましくは６時間以内に、より好ましくは１時間以内に、更により好ましくは３０分以内に、当該液面が再度水平となりうることを意味する。ここで、「水平」とは、重力の作用方向に対して直角に交差する平面を形成することを意味する。
第１及び第２の噴霧対象液体物質の粘度は特には限定されない。したがって、本発明では、第１及び第２の噴霧対象液体物質として、低粘度液体から高粘度液体まで幅広く取り扱うことができる。例えば、第１及び第２の噴霧対象液体物質としては、２５℃で、１×１０－４～１００Ｐａ．ｓ、好ましくは５×１０－４～５０Ｐａ．ｓ、より好ましくは１×１０－３～１０Ｐａ．ｓの範囲の粘度を有する液体を使用することができる。
第１及び／又は第２の噴霧対象液体物質は、常温（２５℃）で固体の物質を適切な溶媒に溶解して得られた溶液の形態であってもよい。溶媒としては不揮発性又は揮発性のいずれのものをも使用することができる。水等の揮発性溶媒が好ましい。例えば、第１の噴霧対象液体物質として、常温で固形の医薬有効成分の粉体を揮発性溶媒に溶解した薬液を使用し、第２の噴霧対象液体物質として、常温で固形の被覆物質（徐放性物質等）を揮発性溶媒に溶解したコーティング液を使用することで、医薬有効成分の微粒子が被覆物質でコーティングされた複合微粒子を生成することができる。
　前記徐放性物質は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アクリル系ポリマー等の合成重合体；グアーガム、アカシアガム、トラガカントガム、キサンタンガム等の天然重合体；ＨＰＭＣ、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース重合体；キシリトール、ソルビトール、マルチトール等の糖アルコール；ゼラチン等のタンパク質；等の物質を使用することができる。
本発明の一態様では、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質を徐放性物質とすることによって、当該薬液を徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。
第１及び／又は第２の噴霧対象液体物質はリポソームを含むことが好ましい。リポソームは徐放性物質として機能するのでリポソームを使用することによって徐放性コーティングを容易に施すことができる。例えば、第１の噴霧対象液体物質として薬液を、また、第２の噴霧対象液体物質をリポソーム含有液とすることによって、当該薬液中の医薬有効成分をリポソームによって被覆して徐放性とすることができ、薬効を持続させることができる。
これまでのリポソーム複合体の製造技術では取り扱いに注意を要する疎水性溶媒の使用が必要である一方で、最終的には当該疎水性溶媒の除去が必要となり、製造工程が増大し、効率的な製造は困難であったが、本発明では、水等の取り扱いが容易な親水性溶媒を使用することが可能であるので、製造工程を簡略化して、リポソーム被覆微粒子の効率的な製造が可能となる。
本発明の吸入装置における微粒子発生ノズルによって発生する微粒子が医薬有効成分を含む場合、当該医薬有効成分が変性しないので、本発明は、当該医薬有効成分による薬効を阻害することがない。
したがって、本発明における微粒子としてワクチンを使用することもできる。例えば、第１の噴霧対象液体物質として所定の抗原を含む薬液を使用し、第２の噴霧対象液体物質として当該薬液の溶媒のみを使用することによって、ワクチンの微粒子を生成することができる。この場合、本発明の吸入装置では、医薬有効成分（抗原）に対して、熱、粉砕力等の物理的作用を回避することができ、そのために、当該医薬有効成分の変性がないので、ワクチンの力価が変動することがない。なお、同様に、本発明における微粒子は、ｉＰＳ細胞等の各種の生物製剤を含むことができる。
本発明で使用される気体は特には限定されない。したがって、前記気体としては、例えば、窒素、酸素、或いは、空気等の窒素、酸素等の各種気体の混合物を使用することができる。前記気体のタイプを調整することによって、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質の溶存気体量を制御することができる。前記気体は酸素濃度が５０体積％以上であることが好ましく、８０体積％以上であることがより好ましく、純粋な酸素であることが更により好ましい。これにより、微粒子の生体内への取り込みを高めることができる。また、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質中の溶存酸素量を飽和量とすることができ、これによっても、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質の生体内への取り込みを向上させることができる。
　図２に示す態様では、比較的シンプルな構造の三流体ノズル２を使用するので、第１及び／又は第２の噴霧対象液体物質として比較的高粘度の液体を使用可能であり、また、目詰まりを起こしにくく、更に、耐摩耗性にも優れている。ノズル本体３、ノズルカバー４等の三流体ノズル２の構成部品の材質は特には限定されるものではないが、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、テフロン（登録商標）等の耐摩耗性プラスチックが挙げられる。
　第１の噴射口２ａ、第２の噴射口２ｂ及び気体噴射口２ｃの少なくとも１つの開口部の形状又は面積を可変としてもよい。これにより、第１の噴霧対象液体物質、第２の噴霧対象液体物質及び気体の少なくとも１つの供給量及び／又は供給速度の制御をより容易に行うことができる。例えば、ノズル本体３とノズルカバー４との相対位置を可変として気体噴射口２ｃの開口面積を増減可能とすることによって気体の噴射量及び／又は噴射速度を調整して微粒子のサイズを制御したり、或いは、第２の噴霧対象液体物質による第１の噴霧対象液体物質の被覆の程度を制御してもよい。
　次に、微粒子分別容器１０について説明する。
図１に示すように、微粒子分別容器１０内には、三流体ノズル２により発生した微粒子を微粒子分別容器１０の下部まで整流して導く整流コーン(整流部材)１４が設けられている。ここで整流コーン１４の上部の開口部には、三流体ノズル２の先端部が配置されている。
また、微粒子分別容器１０内には、二次気体用コンプレッサ１６から延びる二次気体供給管１８が配置されており、二次気体用コンプレッサ１６からの空気等の二次気体は、整流コーン１４の下部の開口部付近に供給される。また、微粒子分別容器１０内には、整流コーン１４により微粒子分別容器１０の下部まで導かれた微粒子の浮上を抑制し、微粒子の選別を行う３枚の微粒子選別プレート２０，２２，２４が設けられている。なお、微粒子選別プレートの設置個数は任意であり、適宜、変更することができる。
図３に示すように、微粒子選別プレート２０は、中央部に整流コーン１４が貫通する開口部２０ａが設けられた円板形状を有するプレート状部材であり、多数の微粒子通過孔２０ｂが設けられている。また、図４に示すように、微粒子選別プレート２２は、中央部に整流コーン１４が貫通する開口部２２ａが設けられた円板形状を有するプレート状部材であり、多数の微粒子通過孔２２ｂが設けられている。なお、微粒子通過孔２２ｂは、微粒子選別プレート２０の微粒子通過孔２０ｂの大きさよりも大きく形成されている。更に図５に示すように、微粒子選別プレート２４は、中央部に整流コーン１４が貫通する開口部２４ａが設けられた円板形状を有するプレート状部材であり、多数の微粒子通過孔２４ｂが設けられている。なお、微粒子通過孔２４ｂは、微粒子選別プレート２２の微粒子通過孔２２ｂの大きさよりも大きく形成されている。
微粒子分別容器１０の底部には、排出口１０ｂが設けられている。微粒子分別容器１０の底部にたまった噴霧対象液体物質は、排出口１０ｂから排出される。
　また、微粒子分別容器１０の蓋部１０ａには、微粒子分別容器１０内において微粒子から分別された超微粒子を吐出する吐出部２８が設けられている。ここで、吐出部２８は、微粒子分別容器１０の蓋部１０ａに取付けられた噴霧口取付部２８ａ、噴霧口取付部２８ａに接続された噴霧誘導管２８ｂ及び噴霧誘導管２８ｂの先端部に設けられた吸入口２８ｃにより構成されている。ここで噴霧誘導管２８ｂと吸入口２８ｃとの間には、吸入時のみに開く弁２８ｄが設けられている。また、吸入口２８ｃには、超微粒子回収管２９ａを介して、超微粒子を回収処理する回収処理装置２９が設けられている。
　図１に示す態様では、吐出部２８は１つだけ配設されているが、吐出部２８の配設個数に限定はなく、例えば、微粒子分別容器１０は複数の吐出部２８を備えていてもよい。これにより、同時に、多数の患者に超微粒子を供給することができる。
図１に示す微粒子分別容器１０の容器壁には補助気体用ノズル１９ａが設置されており、補助気体用コンプレッサ１７から延びる補助気体供給管１９ｂが接続されている。補助気体用ノズル１９ａの噴出口は吐出部２８に向けられており、補助気体用コンプレッサ１７から供給された補助気体は微粒子分別容器１０内において補助気体用ノズル１９ａから上方に向けて吐出される。図に示す態様では、補助気体用コンプレッサ１７、補助気体供給管１９ｂ及び補助気体用ノズル１９ａが分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を構成する。
図１に示す態様では、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質をそれぞれ貯留する貯留容器２６ａ，２６ｂが微粒子分別容器１０に併設されている。そして、貯留容器２６ａ，２６ｂと三流体ノズル２との間には、第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質を三流体ノズル２へそれぞれ供給するための供給管３０ａ，３０ｂが設けられている。この供給管３０ａ，３０ｂには、三流体ノズル２への各噴霧対象液体物質の供給量を調整するための電磁弁３２ａ，３２ｂが設けられている。また、ノズル供給用コンプレッサ３４と三流体ノズル２との間には、ノズル用気体を三流体ノズル２へ供給するための気体供給管３６が設けられている。
また、図１に示す態様では、三流体ノズル２には、吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出される超微粒子に電荷を供給する電源装置４０が接続されている。この電源装置４０により所望の直流電圧を三流体ノズル２に給電し、吸入口２８ｃから吐出される超微粒子を＋又は－に帯電させる。このようにして超微粒子を帯電させることにより、超微粒子の適応部位への付着効率を向上させることができる。
　上述の二次気体用コンプレッサ１６により微粒子分別容器１０内に供給される二次気体の圧力、補助気体用コンプレッサ１７より微粒子分別容器１０内に供給される補助気体の圧力、ノズル供給用コンプレッサ３４により三流体ノズル２に供給されるノズル用気体の圧力、及び、電磁弁３２ａ，３２ｂを介して三流体ノズル２に供給される噴霧対象液体物質の量は、制御装置４２(図６参照)によって制御される。また、制御装置４２により、電源装置４０によって三流体ノズル２に供給される電荷種（＋又は－）及び電荷量（帯電量）が制御される。即ち、制御装置４２は、三流体ノズル２に供給されるノズル用気体の圧力を制御するための第１の気体圧制御手段、微粒子分別容器１０内に供給される二次気体の圧力を制御するための第２の気体圧制御手段、微粒子分別容器１０内に供給される補助気体の圧力を制御するための補助気体圧制御手段、三流体ノズル２に供給される噴霧対象液体物質の量を制御する噴霧対象液体物質量制御手段、及び、吐出部２８の吸入口２８ｃに供給される電荷種及び電荷量を制御する荷電制御手段として機能する。
　また、制御装置４２には、吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子径の分布を検出する粒子径検出部Ｓ１及び超微粒子の粒子量を検出する粒子量検出部Ｓ２が接続され、粒子径検出部Ｓ１及び粒子量検出部Ｓ２から検出値が入力される。また、制御装置４２には、吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出させる超微粒子の粒子径を設定する粒子径設定部４４ａ、超微粒子の粒子量を設定する粒子量設定部４４ｂ及び超微粒子の電荷種及び帯電量(供給電荷量)を設定する荷電設定部４４ｃが接続されている。
　次に、この吸入装置１による超微粒子の発生について説明する。なお、以下の説明においては、三流体ノズル２に第１及び第２の噴霧対象液体物質を供給すると共に、ノズル用気体、二次気体及び補助気体として空気を供給し、第１及び第２の噴霧対象液体物質の超微粒子を発生させて人に吸入させる場合を例として説明する。
　まず、粒子径設定部４４ａにより吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出させる第１及び第２の噴霧対象液体物質の超微粒子の粒子径の設定を行い、粒子量設定部４４ｂにより吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出させる超微粒子の粒子量を設定する。即ち、投薬したい部位に応じて適切な粒子径を設定し、投薬する人の体格、症状等に応じて粒子量を設定する。
この超微粒子の粒子径の設定及び超微粒子の粒子量の設定が終了した後、第１及び第２の噴霧対象液体物質の超微粒子を発生させる。即ち、この吸入装置１においては、ノズル供給用コンプレッサ３４から気体供給管３６を介して三流体ノズル２に空気（ノズル用気体）が供給されると、この空気が三流体ノズル２の先端部の気体噴射口２ｃ（図２参照）から噴射され、この噴射力により貯留容器２６ａ，２６ｂ内の第１及び第２の噴霧対象液体物質が吸上げられ、供給管３０を介して三流体ノズル２に供給される。
　三流体ノズル２においては、既述のとおり、第１の噴射口２ａ及び第２の噴射口２ｂ（図２参照）から噴出される第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質が気体噴射口２ｃ（図２参照）から噴出される空気により破砕微細化されて、第１及び第２の噴霧対象液体物質からなる微粒子が噴出される。この三流体ノズル２から噴出された微粒子は、整流コーン１４内を通って微粒子分別容器１０の下部まで導かれる。一方、二次気体用コンプレッサ１６からの空気（二次気体）が二次気体供給管１８を介して整流コーン１４の下部の開口部付近に供給される。また、補助気体用コンプレッサ１７からの空気（補助気体）が補助気体供給管１９ｂを介して補助気体用ノズル１９ａから微粒子分別容器１０内に吐出部２８に向けて吐出される。
微粒子分別容器１０の下部まで導かれた微粒子は、三流体ノズル２から噴出された空気（ノズル用気体）、二次気体及び補助気体による上昇流により、微粒子選別プレート２０，２２，２４により浮上を抑制されつつ、微粒子選別プレート２０，２２，２４に設けられた微粒子通過孔２０ｂ，２２ｂ，２４ｂを通って、徐々に微粒子分別容器１０内を浮上する。即ち、まず微粒子選別プレート２４を通過した微粒子は、微粒子選別プレート２２により浮上が抑制され、微粒子選別プレート２４と微粒子選別プレート２２の間に所定の粒子径を有する微粒子が滞留する。ここで粒子径の大きい微粒子は、重力により微粒子分別容器１０の底部に落下する。
　また、微粒子選別プレート２２を通過した微粒子は、微粒子選別プレート２０により浮上が抑制され、微粒子選別プレート２２と微粒子選別プレート２０の間に所定の粒子径を有する微粒子が滞留する。ここで粒子径の大きい微粒子は、重力により微粒子分別容器１０の底部に落下する。なお、微粒子選別プレート２２と微粒子選別プレート２０の間に滞留する微粒子の粒子径は、微粒子選別プレート２４と微粒子選別プレート２２の間に滞留する微粒子の粒子径よりも小さくなっている。
このようにして微粒子が微粒子分別容器１０内を浮上するにしたがい、粒子径の大きい微粒子は、微粒子分別容器１０の底部に落下し、均一な粒子径の超微粒子のみが微粒子分別容器１０の吐出部２８から吐出される。なお、微粒子分別容器１０の底部にたまった第１及び第２の噴霧対象液体物質は、排出口１０ｂから排出される。
吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出された超微粒子の粒子径の分布は、粒子径検出部Ｓ１により検出され、超微粒子の粒子量は、粒子量検出部Ｓ２により検出される。粒子径検出部Ｓ１及び粒子量検出部Ｓ２により検出された検出値は、制御装置４２に入力される。制御装置４２においては、吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子径が粒子径設定部４４ａにより設定された値になるように、また超微粒子の粒子量が粒子量設定部４４ｂにより設定された値になるように、二次気体用コンプレッサ１６、補助気体用コンプレッサ１７、電磁弁３２ａ，３２ｂ及びノズル供給用コンプレッサ３４に対して制御信号を出力し、三流体ノズル２に供給される空気（ノズル用気体）の圧力及び三流体ノズル２に供給される第１及び第２の噴霧対象液体物質の量を制御すると共に、微粒子分別容器１０内に供給される二次気体及び補助気体の圧力を制御する。
即ち、制御装置４２においては、粒子径検出部Ｓ１により検出された超微粒子の粒子径が粒子径設定部４４ａにより設定された大きさよりも大きい場合には、ノズル供給用コンプレッサ３４を制御して、三流体ノズル２に供給される空気（ノズル用気体）の圧力を高くする。また、二次気体用コンプレッサ１６を制御して微粒子分別容器１０内に供給される空気（二次気体）及び／又は補助気体用コンプレッサ１７を制御して微粒子分別容器１０内に供給される空気（補助気体）の圧力を高くする。これにより吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子径を小さくする。
　一方、粒子径検出部Ｓ１により検出された超微粒子の粒子径が粒子径設定部４４ａにより設定された大きさよりも小さい場合には、ノズル供給用コンプレッサ３４を制御して、三流体ノズル２に供給される空気（ノズル用気体）の圧力を低くする。また、二次気体用コンプレッサ１６を制御して微粒子分別容器１０内に供給される空気（二次気体）の圧力を低くする。これにより吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子径を大きくする。
　なお、三流体ノズル２に供給される空気（ノズル用気体）の圧力、微粒子分別容器１０内に供給される空気（二次気体及び／又は補助気体）の圧力の何れか一方を制御することにより、吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子径を制御することができるが、三流体ノズル２に供給される空気（ノズル用気体）の圧力と微粒子分別容器１０内に供給される空気（二次気体）及び／又は補助気体用コンプレッサ１７を制御して微粒子分別容器１０内に供給される空気（補助気体）の圧力の両方を制御することにより、より精度よく超微粒子の粒子径を制御することができる。
　また、粒子量検出部Ｓ２により検出された微粒子量が粒子量設定部４４ｂにより設定された量よりも少ない場合には、電磁弁３２ａ，３２ｂに対して制御信号を出力して、三流体ノズル２に供給される第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質の量を増加させる。これにより吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子量が多くなる。一方、粒子量検出部Ｓ２により検出された微粒子量が粒子量設定部４４ｂにより設定された量よりも多い場合には、電磁弁３２ａ，３２ｂに対して制御信号を出力して、三流体ノズル２に供給される第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質の量を減少させる。これにより吸入口２８ｃから吐出される超微粒子の粒子量が少なくなる。
この吸入装置１においては、粒子径検出部Ｓ１により検出された超微粒子の粒子径が粒子径設定部４４ａにより設定され粒子径となり、粒子量検出部Ｓ２により検出された粒子量が粒子量設定部４４ｂにより設定された粒子量となるまで上述の制御が繰り返され、その後吸入を開始する。
この吸入装置１においては、吸入時のみに弁２８が開いて吸入口２８ｃ側へ超微粒子が吐出し吸入が可能となる。また、吸入口２８ｃ側に吐出され、吸入されなかった超微粒子は、回収処理装置２９において回収処理される。
　この実施の形態にかかる吸入装置１によれば、第１及び第２の噴霧対象液体物質を粒子径設定手段により設定された均一な粒子径の超微粒子として噴霧し、また、吸入時のみ超微粒子を吐出することができる。従って、所望の適用部位に応じた粒子径で超微粒子を噴霧することができることから、第１及び第２の噴霧対象液体物質の少ない量で大きな薬効を得ることができる。また必要以上の第１及び第２の噴霧対象液体物質を噴霧することを防止することができるため、第１及び第２の噴霧対象液体物質の消費量を少なくすることができる。
また、第１及び第２の噴霧対象液体物質を粒子径設定手段により設定された均一な粒子径の超微粒子として噴霧し、また、回収処理部において吸入されなかった第１及び第２の噴霧対象液体物質の超微粒子を回収して処理する。従って、第１及び第２の噴霧対象液体物質が毒性を有する場合等においても環境に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
また、吸入口２８ｃから吐出させる超微粒子の粒子量が設定された量となるように制御するため、人が吸入を行う場合には、その人の体格、症状に応じて第１及び第２の噴霧対象液体物質の粒子量を的確に制御することができる。
なお、本発明により生成する超微粒子は、もともとは帯電していないが、上述の実施の形態の吸入装置１においては、荷電設定部４４ｃにより、吐出部２８の吸入口２８ｃから吐出させる超微粒子を＋又は－に帯電させることができる。即ち、荷電設定部４４ｃにより電荷種（＋又は－）及び帯電量を設定すると、制御装置４２は、設定した値に基づいて、電源装置４０に対して制御信号を出力し、電源装置４０により三流体ノズル２に供給される電荷種及び電荷量の制御を行う。従って、必要に応じて超微粒子の電荷種及び帯電量を制御することにより超微粒子を適用部位に確実に付着させることができる。なお、本発明における帯電対象は超微粒子であるため、本発明では、帯電に必要な電力は少なくてよく、例えば、１ｋｗ以下とすることができる。
　一方、本発明の吸入装置においては、微粒子を帯電させなくともよい。すなわち、図１に示す態様の吸入装置１において、電源装置４０を三流体ノズル２に接続して三流体ノズル２から発生する微粒子を帯電させなくともよい。また、例えば、吸入部２８において、超微粒子の帯電を除去する帯電除去手段を備えてもよい。本発明の吸入装置が微粒子の帯電除去手段を備える場合は、微粒子を無荷電としてその送達効率を高めることができる。例えば、微粒子の帯電を除去して微粒子を無荷電とすることにより、吸入装置内面への微粒子の静電作用による付着を低減して、吐出部からの微粒子の吐出効率を高めることができる。
　また、上述の実施の形態においては、吸入装置において、第１及び第２の噴霧対象液体物質の超微粒子を発生させて、人に吸入させる場合を例として説明したが、薬液、環境汚染物質等を噴霧対象物質とし、この噴霧対象物質の超微粒子を動物に吸入させることにより動物実験を行うこともできる。この場合には、設定された均一な超微粒子を実験に用いることができるため、正確な実験結果を得ることができる。また、植物も気孔を介して外部から微粒子を吸入可能であるので、本発明は植物に対しても使用することができる。
　また、上述の実施の形態においては、三流体ノズル２に空気が供給されると、この空気が三流体ノズル２の先端部の気体噴射口から噴出され、この噴射力により貯留容器２６ａ，２６ｂ内の第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質が吸上げられて三流体ノズル２に供給されるが、第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質の粘性が非常に高い場合においては、ポンプ等を用いて三流体ノズル２の第１の噴射口及び／又は第２の噴射口まで第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質を導くことにより、同様に超微粒子を発生させることができる。
また、この吸入装置は、均一な粒子径を有する噴霧対象物質の超微粒子を発生させることができるため、医薬品、農薬等の安全性試験、労働環境中の各種化学物質の毒性試験、大気汚染物質、環境ホルモンの研究等において行われる吸入試験等に用いた場合においても、正確な試験結果を得ることができる。
　なお、図１に示す実施形態において、微粒子発生ノズル２として二流体ノズルを使用する場合は、第１の噴霧対象液体物質又は第２の噴霧対象液体物質、或いは、これらを混合して微粒子発生ノズル２に供給し、また、ノズル供給用コンプレッサ３４からノズル用気体を微粒子発生ノズル２に供給することによって、第１の噴霧対象液体物質又は第２の噴霧対象液体物質、或いは、これらの混合物の微粒子を生成することができる。この場合も、本発明の吸入装置は、設定した均一な粒子径で薬液等を噴霧することができる。また、図１に示す本発明の吸入装置では、微粒子分別容器１０の容器壁に補助気体用ノズル１９ａが設置されており、補助気体用コンプレッサ１７から供給された補助気体が補助気体用ノズル１９ａから上方に向けて吐出されるので、微粒子の粒径の制御及び／又は吐出量の制御をより良好に行えることができる。
　本発明の吸入装置は、微粒子発生ノズル２によって生成した微粒子を微粒子分別容器１０内で粒径に応じて分別して吐出するので、非常に狭い粒度分布を備える超微粒子を吐出することができる。したがって、均一な粒径の超微粒子を吐出することができる。
したがって、本発明では、発生させる超微粒子の最大粒径を、例えば、１μｍ未満とすることができる。この場合、超微粒子の最大粒径は５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下が更により好ましい。なお、最大粒径が１μｍ未満の場合、本発明の超微粒子は粒径が１μｍ以上の微粒子を含まない。すなわち、例えば、平均粒径が１μｍ未満の微粒子はその粒度分布に応じてその一部に１μｍ以上の粒子径を有する微粒子を含むが、最大粒子径が１μｍ未満の微粒子はそのような比較的大径の粒子を含まない。
１…吸入装置、２…三流体ノズル、３…ノズル本体、４…ノズルカバー、５…空隙、１０…微粒子分別容器、１４…整流コーン、１６…二次気体用コンプレッサ、２０，２２，２４…微粒子選別プレート、２６…貯留容器、２８…吐出部、２８ｃ…吸入口、２８ｄ…弁、２９…回収処理装置、３２…電磁弁、３４…ノズル供給用コンプレッサ、４０…電源装置、４２…制御装置、４４ａ…粒子径設定部、４４ｂ…粒子量設定部、４４ｃ…荷電設定部、Ｓ１…粒子径検出部、Ｓ２…粒子量検出部。

Claims (15)

  1. 第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して第１の噴霧対象液体物質及び第２の噴霧対象液体物質からなる微粒子を発生させる微粒子発生ノズルと、
    前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を分別する分別容器と、
    前記分別容器において微粒子から分別された超微粒子を吐出させる少なくとも１つの吐出部と、
    前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子径を設定する粒子径設定手段と、
    前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子径を検出する粒子径検出手段と、
    前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される気体の圧力を制御する第１の気体圧制御手段とを備え、
    　前記微粒子発生ノズルが
    前記第１の噴霧対象液体物質を前記分別容器内に噴射する第１の噴射口、
    前記第２の噴霧対象液体物質を前記分別容器内に噴射する第２の噴射口、及び、
    前記気体を前記分別容器内に噴射する気体噴射口
    を備えており、
    　前記気体噴射口が前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口の周囲に配設されており、
    　前記微粒子発生ノズルが、前記第１の噴霧対象液体物質をコアとし、前記第２の噴霧対象液体物質をシェルとするコア－シェル構造を有する微粒子を発生可能な、吸入装置。
  2. 　前記微粒子発生ノズルが、
    　前記第１の噴射口及び前記第２の噴射口を備えるノズル本体、
    　前記ノズル本体の周囲に空隙を形成するノズルカバー、
    を備えており、
    前記空隙が前記気体の供給源及び前記気体噴射口と連通し、
    　前記気体噴射口が前記第１の噴射口及び第２の噴射口の周囲に前記気体を噴射する、請求項１記載の吸入装置。
  3. 　前記気体噴射口が環状である、請求項１又は２に記載の吸入装置。
  4. 　前記第２の噴射口が前記第１の噴射口の周囲に配設されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の吸入装置。
  5. 　前記第第２の噴射口が環状である、請求項１乃至４のいずれかに記載の吸入装置。
  6. 　前記第２の噴射口内に前記第１の噴射口が配設されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の吸入装置。
  7. 　前記第１の噴霧対象液体物質及び／又は前記第２の噴霧対象液体物質がリポソームを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の吸入装置。
  8. 前記吐出部において、吸入されない超微粒子を回収処理する回収処理部を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載の吸入装置。
  9. 　前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子量を設定する粒子量設定手段と、
    前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子量を検出する粒子量検出手段と、
    前記粒子量検出手段により検出された超微粒子の粒子量が前記粒子量設定手段により設定された粒子量となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される第１の噴霧対象液体物質及び／又は第２の噴霧対象液体物質の量を制御する噴霧対象液体物質量制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の吸入装置。
  10. 前記分別容器内の微粒子を上昇させるための二次気体を前記分別容器内に供給する二次気体供給手段と、
    前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記二次気体供給手段により供給される二次気体の圧力を制御する第２の気体圧制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の吸入装置。
  11. 前記分別容器は、前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を、この分別容器の下部まで導く整流部材と、前記整流部材により分別容器の下部まで導かれた微粒子の浮上を抑制し、微粒子の選別を行う微粒子選別プレートとを備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の吸入装置。
  12. 　前記分別容器内には、微粒子が通過する複数の微粒子通過孔が設けられた前記微粒子選別プレートが複数枚配置され、下側に位置する前記微粒子選別プレートに設けられた前記微粒子通過孔の大きさは、上側に位置する前記微粒子選別プレートに設けられた前記微粒子通過孔の大きさに比較して大きいことを特徴とする請求項１１記載の吸入装置。
  13. 　前記吐出部から吐出される超微粒子に対して電荷を供給する電荷供給手段と、前記電荷供給手段により超微粒子に供給される電荷の量を制御する電荷量制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の吸入装置。
  14. 　前記分別容器の容器壁が該分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を備える、請求項１乃至１３のいずれかに記載の吸入装置。
  15. 噴霧対象液体物質を気体により破砕微粒化して噴霧対象液体物質からなる微粒子を発生させる微粒子発生ノズルと、
    前記微粒子発生ノズルにより発生させた微粒子を分別する分別容器と、
    前記分別容器において微粒子から分別された超微粒子を吐出させる少なくとも１つの吐出部と、
    前記吐出部から吐出させる超微粒子の粒子径を設定する粒子径設定手段と、
    前記吐出部から吐出する超微粒子の粒子径を検出する粒子径検出手段と、
    前記粒子径検出手段により検出された超微粒子の粒子径が前記粒子径設定手段により設定された超微粒子の粒子径となるように、前記微粒子発生ノズルに供給される気体の圧力を制御する第１の気体圧制御手段とを備え、
    　前記分別容器の容器壁が該分別容器内に外部から気体を導入する気体導入手段を備える、吸入装置。
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