JPH06501176A - 乾燥粉薬吸入器 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 粉末吸入器 本発明は、粉末状の薬剤を患者に送出させることかできる吸入器に関する。

邑者の吸気だけて作動して、吸い込んだ空気が薬剤を有する粉末を患者の肺に運 ぶ吸入器が知られている。例としては、アレンとハンベリーによって製造された ベントリンディスクヘーラとベントリンロータヘーラがある。両方の場合に、粉 薬か封入カプセル形態からチャンバに送出され、穴開けされる。吸い込む際、空 気はチャンバの後方に流入し、粉末は吸い込まれた空気とともに運ばれ、１　ミ リ離れた１、５ミリ平方の穴をもった格子を通過し、希釈空気は、吸い込み口側 に流入する。

このタイプの吸入器の欠点は、薬剤の粒子が凝集する傾向にあり、しかもそのた めに生した大きめの粒子か肺に浸透しないことである。エーロゾルが通過する格 子は、これらの塊をある程度こわすように設計されるが、空気の流れはほんの僅 か偏向するたけなので、粒子の大部分は変化しないまま患者の口に流れ込む。

その結果、塊からなるエーロゾルの大部分が、口とのどの領域に衝突して、肺に 運ばれる効果的な治療上の投薬量を減じる。さらに、口とのとの領域に送出され た大投薬量は、衝突領域の刺激をもたらす。

本発明によれば、操作中粉末の導入される分配用チャンバを、ダクトを介して吸 い込み口に連結し、患者が空気を前記チャンバ、ダクト及び吸い込む口に流通さ せるように、吸い込み′目を通して吸い込む乾燥粉薬吸入器において、さらにオ リフィスを構成するためのダクト内の装置と、オリフィスと吸い込み口との間で ダクト内に設けられたインバクターとを有し、インバクターは、オリフィスを通 る流れの方向に対して実質的に横方向で、しかもダクトに沿ってオリフィスから 間隔を隔てた固定板からなり、オリフィスを流通する実質的にすべての空気流が 、板を避けるために連続り字形通路に沿って急に偏向され、しかも空気流により 運ばれた大きめの粒子が、その慣性のために板と衝突することを４！？徴とする 乾燥粉薬吸入器を提供する。

実質的にすべての空気流れは、インバクターとダクト壁によって偏向され、小さ い粒子は、偏向空気流れとともに運ばれ、大きい粒子或いは塊は、板或いはダク ト壁と衝突する。オリフィスの形状は、重要でない。例えば、円形、正方形成い は長方形でよく、複数のオリフィスでもよい。板は、オリフィスより大きく突出 した領域であるのか望ましく、平面状或いは曲面状がよい。１つの実施例では、 板は空気流れに面する凹面と、中央に凸状部とを育する円形である。インバクタ ーの寸法は、遮るのが望まれる粒子の大きさと吸入器から現れる粒子の大きさ次 第である。インバクターの下流で、インバクターから間隔を隔てた開口を構成し 、空気流れにさらにＳ字形の偏向を強いる装置があってもよい。

今、添付図面を参照して本発明を単なる例示として説明する。

図Ｉは、吸入器の長手方向断面図を示す。

図２は、吸入器の長手方向概略断面図を示す。

図３は、図１の吸入器の変形例を示す。

図４は、変形吸入器の長手方向断面図である。

図５は、別の変形吸入器の長手方向断面図である。

図１を参照すると、粉薬吸入器１０は、一部だけが示されている分配用チャンバ １２を有し、このチャンバは、一端（図示せず）に空気流入口を有し、粉薬をカ プセルからチャンバ１２に導入するための装置（図示せず）を有する従来の設計 である。チャンバ１２の他端には、１ミリ幅のストリップによって分離された１ 、５ミリ平方の穴を有する粗いグリッド１４がある。３部分のダクト１６が、グ リッド１４の外側でチャンバ１２に連結されている。第１管状部分１８は、１５ ミリＸ８ミリの卵形断面で、両側に直径２ミリの長子Ｌ２０が２つ設けられてい る。このｉｆ管状部１８は、内径２０ミリの円筒形結合部分ｎによって長さ２３ ミリ、内径１７ミリの円形断面の管状端部分２４に連結され、この管状端部分２ ４は、一端にインバクター２５を存し、他端に吸い込み口２６を構成する。イン バクター５は、直径１５ミリの円板２７を存し、この円板２７は、端部分２４の 開放端によって構成された開口の前の長さ７ミリの４つの支柱２８によって支持 されている。板２７は、湾曲していて、空気流に面した凹面と中央に直径５ミリ の凸形半球を育する。

吸入器１０を使用する際、患者は薬カプセルを吸入器１０の中に置き、乾燥粉薬 を分配用チャンバ１２に導入するための装置を作動する。次いで、患者は吸い込 み口２６から吸い込む。これによって、チャンバ１２を通して空気流を吸引し、 粉薬が取り上げられ、グリッド１４を通って、ダクト１６に沿って運ばれる。第 ２の空気流が、穴２０から吸引される。空気は、結合部分ｎを通るより卵形の管 状部分１８によって構成されたオリフィスを通るほうが速く流れる。次いで、粉 薬（塊を含むかもしれない）を運ぶ空気流は、患者の口に達する前にインバクタ ー５を通過しなくてはならない。インバクターの板２７により、空気流を偏向さ せて以下に詳細に説明するような開口に到達させる。実質的に全ての空気流が（ 少なくとも８０％）板２７の存在によって偏向させられる。小さい粒子は、板２ ７の縁のまわりの空気流に追従するが、大きい粒子はその慣性のために板２７に 衝突する。大きい粒子は、板２７の上に残り、或いはグリッド１４の方に跳ね返 り、或いは衝突によってこわされる。反射された大きめの粒子は、管状の空気流 の領域に入り、ここでこわされる。或いは結合部分２２の側面に衝突する。これ らのプロセスの結果上じた小さい粒子は、空気流に再度同伴され、患者に達する 。

かくして、インバクター２５の存在は、大きめの粒子をこわすか或いは吸入器Ｉ Ｏに残しく板２７の表面或いは結合部分２２）、患者の口及びのとの領域・＼の 送出を減し、藁の副作用を減らす。口及びのどへの送出が相当減り、患者の肺− ＼の薬の送出の効率がそれに応じて増加することが実験によって確認されている 。

例えば、結合部分２２及び端部分２４を設けることによって修正したベントリン ディスクハーラを使用すると、肺への投薬は、計量された投薬が１４％から１９ −２２％に増え、口／のとへの投薬は、計量された投薬が２４９６から１３−１ ５％に減ることかわかっている。さらに、ダクト部分２２と２４、インバクター ２５は１、告者用の吸入器を通る空気流に対する抵抗をあまり増加させない。

図２を参照すると、粉薬吸入器３０（概略的に示す）は、一端にグリッド１４を 育する上述のようなチャンバ１２を有する。グリッド１４の外側には、第」の細 い部分３３、広い部分３４そして最後により細い吸い込み口３５からなるダクト ３２かある。平らなインバクターの板３６が、広い部分３４内に支持され、第」 部分３３から現れる空気流を遮断し、偏向させる。空気は、１１部分の端から噴 流として現れ、板３６及び取り囲むダクト壁の効果は、空気流の方向に急な変化 を生しさせることて、連続した矢印Ａで１示するように空気がＳ字形の通路（或 いは、より正確には、２つの連続したＬ字形通路）を流れる。大きめの固体粒子 は、これらの通路に従わず、その慣性によって運ばれ、板３６に衝突し、或いは ダクト部３４の内面に衝突する。次いて、板３６のまわりの周辺ギャップを流通 する空気は、方向の変化を受けて、吸い込み口（破線矢印Ｂて示す）に達しなく てはならないが、これらの変化は、さほど急でなく、板３６を超えて運ばれるほ と十分に小さい粒子は、吸い込み口３５に達すると考えられる。

吸入器から空気流とともに現れる粒子の大きさは、空気の受けた方向の急な変化 の程度にまったく依存する。板３６の効果を考慮すれば、最初に存在する粒子の 半分が衝突を受ける粒子の直径ｄは、カットオフ直径と呼ばれ、次式によって与 えられることがわかっている。

ｄ＝Ｋ　（ｐＤ／Ｖ）　１／！ ここにｐ＝３．２４ｘｌｏ　−’　ｍ”／ｓＫ・噴流の断面形状と、Ｄに対する 噴流と板との間隔の比とによって決定される無次元定数 この比か３なら、Ｋ値は長方形噴流では０．５７、円形噴流では０．３８である 。（この距離比は、０．３５からｌＯの間が望ましく、好ましくはＩから４の間 である。この比が大きいほど、衝突を受けるこれらの粒子の大きさと衝突を受け ない粒子との間のカットオフは、急でなく、Ｋは僅かにおおきくなる。実際パラ メータｐは、空気の粘性係数を粒子材料の密度と、直径１ミリ以上の粒子或いは 塊の上記密度であるスリップ係数との積で割って１８倍することによって得られ る。）かくして、図」の吸入器ｌＯを考慮すれば、空気の噴流は、卵形のダクト 部分１６によって定義される。空気の流速が６０リットル／分なら、Ｖ＝８．８ ｍ／５ Ｄ＝８Ｘ１０−’ｍ Ｋ＝０．４８（卵形の噴流の場合） それ故、カットオフ直径は、約８．２ミクロンである。

図３を参照すれば、グリッド１４から遠い方のダクト部分Ｉ８の端にインサート ４２を育する点だけか図１の吸入器と異なる吸入器４０が示され、インサート４ ２は、断面が円形で、直径７．５ミリの空気流の管状オリフィス４４を構成する 。６０リットル／分の同し空気流であれば、速度はより大きく、噴流直径はより 小さくなるので、カットオフ直径は以下のように小さい。

Ｖ＝２２．６ｍ／ｓ Ｄ冨７．５ｘｌＯ−’ｍ Ｋ＝０．３８ したかって、カットオフ直径は、約３．９ミクロンである。カットオフ直径は、 空気流に対する抵抗が吸入器４０を通る空気の流速を下げるほと大きくない限り 、適当な直径の管状オリフィスを構成するインサート４２を使用することによっ て、特定の薬剤及び特定の投与に適するように調整できることか理解されるであ ろう。

図［２及び図３の吸入器では、空気噴流が出るオリフィスは、グリッド１４によ る空間流れの変化が無視てきるほどグリッド１４から十分に離れている。インバ クターの板が、グリッド１４により近ければ、空気噴流の特性直径りは、グリッ ドオリフィスの幅になる。例えば、図４を参照すわば、変形吸入器５０か示され る。

変形吸入器５０は、一端に１．５ミリ平方の穴をもった粗いグリッド１４を備え た上述のようなチャンバ１２を有する。ダクト５２が、グリッド１４の外側でチ ャンバ１２に連結されている。ダクト５２は、長さ５５ミリ、１５ミリＸ８ミリ の楕円形内断面のもので、グリッドＩ４から遠い方の端は、吸い込み口５４をな している。

ダクト５２内には、２枚の平らなインバクターの板５６があり、板の各々は、１ ３ミリＸ６Ｅりの楕円形で、３本の等間隔の支柱（図示せず）によって支持され 、一方の板は、ダクト５２に沿ってグリッドから５ミリ、他方の板は、グリッド １４から５ミリである。板５６と同し形及び整列だが、寸法が１０ミリＸ４．　 ｓ　ミリの開口を構成する周辺リング５８が、各々のインバクターの板５６の後 方５ミリでダクト壁に固定される。

吸入器５０は、吸入器ＩＯと同じ仕方で用いられ、患者は吸い込み口５４を通し て吸い込み、粉薬を運ぶ空気流がグリッド１４を通過して、ダクト５２に沿って 流れる。

上述したように、インバクターの板５６は、大きめの粒子及び塊をこわし或いは 空気流から除去し、患者の肺への薬剤の送出の効率を増大させる。この例では、 グリッド１４は、複数のオリフィスを有し、空気流は、オリフィスを通って平行 である。実質的にすへての空気流が、インバクターの板５６によって、次いてそ れに続く周辺リング５８によって著しく偏向される。

第１インバクターの板５６は、空気噴流の幅がグリッドの正方形の幅、即ち１． ５ミリであるほどグリッド１４に十分に近い。グリッド１４は、３２個のこのよ うな正方形のオリフィスからなる。６０リットル／分の空気流であれば、第１板 ５６によって得られるカットオフ粒子直径は、以下から算出される。

Ｖ＝１３．９ｍ／５ Ｄ＝１．５ＸＩＯ−３ｍ Ｋ＝Ｏ１５７ したがって、カットオフ直径は、約３．４ミクロンである。次いて、周辺リング ５８は、空気噴流を生じさせ、空気噴流は第２インバクターの板５６と衝突する 。説明した実施例では、粒子の大きさの分布は、１１板５６の下流の流れの偏向 によってほんのわずか影響を受ける。例えば、第２インバクターの板５８に対し ては、以下の値を有する。

Ｖ＝２１．２ｍ／５ １）４．５ｘｌＯ−２ｍ Ｋ＝０．４８ したがって、カットオフ直径は、約４．０ミクロンである。吸入器５０における ように２つのインバクターを直列に整列させれば、その代わりに第２インバクタ ーが第１インバクターより小さいカットオフを生じさせるようにインバクターを 設計するのがよい。

今、図５を参照すれば、変形吸入器６０の拡大断面図が示される。この変形吸入 器６０は、上述したような粉末分配用チャンバ１２を有する。卵形ダクト６２が チャンバ１２から３０ミリ延び、チャンバ１２に隣接した端が２０ミリｘ１２ミ リで、吸い込み口６４を形成する他端が１５ミリｘ８ミリである。ダクト６２の 広い部分の内部には、２枚の長孔付き板があり、第１板６６は、それぞれ、２ミ リ幅の板ストリップによって分離された輻ｌミリ、長さ１２ミリの６（［１！ｌ の長孔を構成し、第２板６８は、輻２ミリの板ストリップによって分離された７ 個の同じ長孔を構成する。板６６と６８は、３ミリ離れ、長孔が他の板の長孔に 対して互い違いにされ、板６６の各長孔は、板６８の２つの長孔の間の中間に整 列される。

吸入器６０は、前述した吸入器とちょうど同じ方法で使用される。第１板６６の 長孔によって生じた空気噴流は、第２板６８の長孔の間のストリップと衝突する 。この例では、空気噴流は、長方形で長さ１２ミリ、幅１ミリである。空気の流 速か６０リットル／分なら、以下の値を得る。

Ｖ＝１３．９ｍ／５ Ｄ＝１．０ＸｌＯ−’ｍ Ｋ＝０．５７ したかって、カットオフ直径は約２．８　ミクロンである。

上記の実施例は、単に例示として説明したことか理解されるであろう。各側では 、所望のカットオフ直径を得るのに噴流生成オリフィスの寸法及びインバクター の他の寸法を調整することができる。

国ＴＲ１Ｉｌ査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、ＣＡ （ＢＰ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ，ＳＮ 、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＳ、ＦＩ、 　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ。

ＫＲ，ＬＫ、　ＭＣ，ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　Ｒ○、ＳＤ、 ＳＵ、　ＵＳ （７２）発明者　マッカオゲイ　ジョン　ジャクソンイギリス国　オックスフォ ードシャー　オーエックス１１８デイーエイ　ディトコツト　フリートウェイ　 あ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）操作中粉末の導入される分配用チャンバ（１２）を、ダクト（３２）を介 して吸い込み口（３５）に連結し、患者が空気を前記チャンバ（１２）、ダクト （３２）及び吸い込む口（３５）に流通させるように、前記吸い込み口を通して 吸い込む乾燥粉薬吸入器において、さらにオリフィス（３３）を構成するための 前記ダクト内の装置と、前記オリフィスと前記吸い込み口との間で前記ダクト内 に設けられたインパクター（３６）とを有し、前記インパクターは、前記オリフ ィスを通る流れの方向に対して実質的に横方向で、しかも前記ダクトに沿って前 記オリフィスから間隔を隔てた固定板（３６）からなり、前記オリフィスを流通 する実質的にすべての空気流が、板を避けるために連続Ｌ字形通路に沿って急に 偏向され、しかも空気流により運ばれた大きめの粒子が、その慣性のために前記 板と衝突することを特徴とする乾燥粉薬吸入器。 （２）前記インパクターの板（３６）と前記オリフィス（３３）との間の前記ダ クトに沿う距離と前記オリフィス（３３）の最小幅との比が、０．３５と１０の 間である請求項１に記載の吸入器。 （３）前記比が、１と４の間である請求項２に記載の吸入器。 （４）前記インパクターの板（３６）は、前記オリフィス（３３）より大きい突 出領域のものである先行請求項のいずれかに記載の吸入器。 （５）前記インパクターの板（３６）から下流で、前記インパクターから間隔を 隔てた開口を構成すル装置（３５）を前記ダクト（３２）内にさらに有し、空気 流に追加的なＳ字形の偏向（Ｂ）を課する先行請求項のいずれかに記載の吸入器 。 （６）前記オリフィス構成装置（１４、６６）は、複数のオリフィスを構成し、 前記複数のオリフィスを通って空気流が平行である先行請求項のいずれかに記載 の吸入器。 （７）前記ダクト（５２）内に、前記ダクトに沿って間隔を隔てた少なくとも２ つのオリフィス構成装置（１４、５８）を有し、各々のオリフィスの下流にイン パクターの板（５６）がある先行請求項のいずれかに記載の吸入器。 （８）１つのそのようなインパクターの板は、前記吸い込み口により近い第２の インパクターの板より大きなカットオフ直径を有するようなものである請求項７ に記載の吸入器。