JP2008099758A - 吸入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出される薬剤液滴の蒸発量を制御し、環境に関わらず使用者が一定の粒径の薬剤液滴を吸入可能な吸入装置を実現する。
【解決手段】薬剤をマウスピース４内の流路８に液滴として吐出する薬剤吐出カートリッジ６の上流側に、加湿口８ｃから水分を供給するための多孔液体保持部材１２と液体タンク１３を配設する。流路８を流動してマウスピース４から使用者に吸入される吸気を加湿することで、使用者に投与される薬剤液滴の粒径を保ち、薬剤投与量を高精度に管理することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、医薬品や、アロマ、ニコチンなどの嗜好品を含む薬剤を微小液滴として吐出して使用者に吸入させる吸入装置に関するものである。

近年、医学及び科学の進歩により、平均寿命が延びて高齢化社会となりつつある。その反面、食生活や生活環境の変化、環境汚染、ウイルスや菌などによる新たな病気や感染症が見つかり、人々の健康に対する不安は増えている。特に、先進国と呼ばれる国々においては、糖尿病や高血圧などの生活習慣病患者の増加、治療法の改善が問題となっている。

例えば、糖尿病の患者の場合、Ｉ型と呼ばれるインスリン依存型糖尿病の患者は、膵臓からインスリンが分泌されないため、定期的にインスリンを投与する必要がある。インスリンの投与は、現在、皮下注射によって行われているが、使用者の肉体的・精神的負担は大きい。

このような使用者の負担を軽減するために、針が細くあまり痛みを感じないペン型の注射器も開発されている。しかし、Ｉ型糖尿病の患者は、インスリンを定期的に投与する必要がある以外は健常者と同様の生活を送っている場合が多い。したがって、ペン型であっても人前で注射を打つことには精神的に抵抗があるため、適切な時間に投与を行うのが困難となる。結果として、この方法では使用者への適切な処置がなされない可能性があった。

一方、別の解決策として、吸入装置を用い、使用者が吸入して薬剤を摂取する方法が考えられている。このような呼吸器系を経る薬剤投与の場合、注射のときに生じる痛みを伴うことはない。また、こうした吸入装置は、使用者のカルテおよび処方箋の情報を含む使用者個人に関する情報を格納する記憶手段と、薬剤を微小液滴として吐出して使用者に吸入させる吐出装置を兼ね備えた携帯端末にもなりえる。そして、前記処方箋の情報にしたがって使用者が薬剤を吸入できるように、使用者の吸気プロファイルに応じて吐出装置を制御して薬剤を吐出させる吐出制御手段を有することもできる（特許文献１および特許文献２参照）。

このような吸入装置は、薬剤の投与量や投与インターバルを処方箋にしたがって正確に管理できるとともに、適切な吐出制御を行い、効率良く薬剤を投与できなければならない。

具体的に説明すると、吸入装置の吸入口における液滴の粒径は、肺胞へ到達する確率に影響を与えるため、使用環境によらず一定の粒径が得られる吸入装置が望ましい。しかし、吸入装置は湿度・気温が異なる様々な環境で使用されるため、使用環境により吐出した液滴からの水分蒸発量が異なる。すなわち、使用環境によって吸入口における粒径が変化する可能性があり、医師の処方する正しい用量の吸入を行えない要因となりうる。従来、この課題の解決策として、加熱装置と除湿装置を用いて蒸発促進を行い、粒径を一定にする機能を備えた吸入器が考案されている（特許文献３参照）。
ＷＯ９５/０１１３７号公報 ＷＯ０２/０４０４３号公報 ＷＯ９６/００９８４６号公報

前述のように吸入装置は、Ｉ型糖尿病の患者の場合、定期的に投薬する必要があるため常時携帯される。したがって、吸入装置は使用者および使用環境に依らず効率的に薬剤を投与できるものであり、しかも携帯性が高いことが望まれる。

また、吸入装置においては薬剤の投与量を正確に制御する必要があり、薬剤の投与量を正確に制御するためには薬剤液滴（薬滴）の粒径が重要になる。使用者が吸入する吸入口での薬滴の粒径は使用者の肺まで到達する薬剤の量に影響し、薬滴の径が最適値より大きくても小さくても使用者が吸入する薬剤の量は減少してしまう。ところが微小液滴として薬剤を吐出する場合、薬滴の粒径は蒸発により変化してしまう。

この蒸発の量は吸入装置を使用する周りの環境、例えば温度や湿度といった因子によって変動するので、薬滴の粒径を最適値に保つことが困難になる。結果として使用者が吸入する薬剤の量を正確に制御することができなくなってしまう。

特許文献３に開示された構成では、蒸発による粒径変化を制御するために、蒸発を促進する加熱装置と除湿装置を必要とする。これらは、流路の内部に設けられているため、吸入に対して抵抗となり使用者の吸入しやすさを損なう要因となりうる。

また、吐出した薬剤が流路中央まで広がらない場合には流路全体を蒸発制御環境にする必要はない。これは、吸入装置に無駄な消費エネルギーが存在することを意味し、吸入装置の重量化・大型化につながり、結果として装置の携帯性を損なう要因となりうる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、使用環境等に関わりなく吸入される薬剤液滴の粒径を一定に保ち、効果的に薬剤を投与できる携帯性の高い吸入装置を提供することを目的とするものである。

本発明の吸入装置は、使用者が薬剤を吸入するための吸入装置であって、吸入口に連通する流路と、前記流路に薬剤を液滴として吐出する薬剤液滴吐出手段と、前記流路の吸気を加湿する加湿手段と、を備えたことを特徴とする。

使用者が吸入する気流（吸気）を加湿することで、薬剤液滴吐出手段から吐出した薬剤液滴の蒸発を抑制することが可能であるため、使用環境に関わらず、使用者は常に一定の粒径の薬剤液滴を吸入することができる。

加湿手段は流路の吸気を加湿するため、使用者の吸入に対して抵抗とならない。

また、加湿手段を交換することで、液剤液滴吐出手段との相対位置、加湿量、流路の加湿手段が位置する部位における断面積等を可変とすれば、吐出した薬剤液滴の広がりに応じた加湿が可能となる。その結果、エネルギー消費を抑制した吸入装置を実現できる。

また、加湿手段による水蒸気以外の気体や液体を、水蒸気とともに流路に供給してもよい。具体的には、水蒸気に香りを付加することによって、使用者への吸入性を上げる効果も期待できる。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は実施例１による吸入装置の外観を示す斜視図であり、電源ボタン１ａを有する吸入装置本体１、アクセスカバー２、フロントカバー３により形成される装置ハウジングと、吸入口を構成するマウスピース４と、を有する。ロックレバー５は、アクセスカバー２が使用時に開かないように、アクセスカバー２の先端に設けた突起部に、バネによって付勢されたロックレバー５の先端に設けた爪形状がひっかかりを持つように形成されている。

ロックレバー５を下方にスライドさせると、アクセスカバー２に付勢している不図示のアクセスカバー戻しバネの力により、アクセスカバー２が不図示のヒンジ軸を回転中心として開く。

図２は、アクセスカバー２等を開いて、吸入装置本体１に薬剤液滴吐出手段である薬剤吐出カートリッジ６および薬液タンク７を装着した状態を示す断面図である。薬液タンク７は、薬剤吐出カートリッジ６から吐出するための薬液（薬剤）を収容するタンクであり、薬剤吐出カートリッジ６と連通している。さらに、薬剤吐出カートリッジ６は、マウスピース４内の流路８に開口する薬剤取入れ口（吐出部）８ａと連通しており、薬剤吐出カートリッジ６から吐出された微小液滴（薬剤液滴）はマウスピース４内の流路８に流入する。

また、使用者の吸入を検知し吸入と同期して効率的に薬剤吐出カートリッジ６に薬剤吐出を行わせるための吸入検知手段としての負圧センサ９が、吸入装置の動作の制御を行うＣＰＵを含むコントロール基板１０上に配置される。負圧センサ９は、マウスピース４内の流路８に連通する圧力検知口８ｂに連通する。吸入装置本体１内には、使用者が携帯してどこでも使用可能とするためにバッテリ１１が内蔵されている。

本実施例による吸入装置には、使用者の吸入による流路８内の吸気（吸入気流）を加湿するための水分を供給する加湿手段として、吸入気流において薬剤吐出カートリッジ６より上流側に多孔液体保持部材１２が配置されている。多孔液体保持部材１２は液体タンク１３と通じており、吸入装置を傾けることによって液が供給され、多孔液体保持部材１２に含まれた水分は蒸発し、水蒸気が生じる。この水蒸気が、加湿口８ｃからマウスピース４の流路８に流入することによって吸入気流が加湿される。

多孔液体保持部材１２には、例えばスポンジのように水分を含有できる材質を用いる。

また、より好ましい形態としては、マウスピース内に水が漏れ出さないように水蒸気を通過させるが水は通過させない性質を持つ膜を加湿口８ｃに配する。

液体タンク１３は、使用者が自ら水を供給できるタンク方式、もしくは水分を密封してあって加湿時に使用者が蓋を除去し使用するプリパック方式や、多孔液体保持部材１２とともに着脱および交換するものがある。これらにより使用者は使用環境に関わらず一定の粒径の薬剤液滴を吸入することができる。

図３は実施例２を示すもので、本実施例は、加湿手段として、水蒸気等のミストを放出する加湿器２２を用いる点のみが実施例１と異なっている。加湿器２２は連通している液体タンク１３から水を供給される。加湿器２２は、コントロール基板１０によって制御されており、より好ましくは、水蒸気が発生しやすいようにに加熱器を含んでいる。また、加湿器２２は、水蒸気だけでなく、別の気体もしくは液体をマウスピース４の流路８に放出することもできる。例えば、香りつきの気体を水蒸気と同時に放出し、使用者に対する吸入性を上げることが考えられる。

図４は実施例３を示す。本実施例は、実施例１と同様の構成において、流路８の加湿口８ｃが位置する部位に、断面積を拡大した拡大流路３８を形成したものである。この方式を用いた場合には、同じ吸入量に対して拡大流路部分における流速が小さくなるために、より効率的に吸気が加湿されるという効果が得られる。

図５は実施例４を示す。本実施例は、マウスピース４内の流路８の空気取り入れ端側に拡大流路４８を形成し、拡大流路４８と一体的に、多孔液体保持部材４２および液体タンク４３からなる加湿部４９を着脱および交換可能に構成したものである。この取り替え式の加湿部４９は、使用者の周囲の湿度、温度、吐出する薬剤液滴の径、吐出する薬剤液滴の組成、吐出する薬剤液滴の温度、吐出速度、吐出周波数、吐出時間、気流速度の少なくとも１つに応じて交換する。このようにして、加湿部４９の位置と液剤吐出部の位置との相対位置、加湿量、拡大流路４８の断面積等を変化させたものとすれば、より効果的な加湿を実現できる。

また、取り替え式ではなく、モータなどを電気的に制御して、自動的に加湿部の位置と薬剤吐出部の位置との相対位置、加湿量、加湿部に連通する拡大流路の断面積のうち少なくとも１つを変化させてもよい。

図６は実施例５を示すもので、これは、実施例１の多孔液体保持部材１２の代わりに、液体タンク１３に連通する加湿液滴吐出手段である加湿液滴吐出ユニット５２を有する。液体タンク１３は、加湿液滴吐出ユニット５２と連通しており、加湿液滴吐出ユニット５２から吐出された加湿液滴は加湿口８ｃから流路８に流入する。この結果使用者が吸入する吸気は加湿され、薬剤液滴の蒸発を防ぐことができる。

吸入装置には、使用者の吸入を検知し吸入と同期して効率的に薬剤液滴および加湿液滴の吐出を行わせるための吸入検知手段としての負圧センサ９が、前記吐出動作の制御を行う吐出制御手段であるＣＰＵを含むコントロール基板１０上に配置される。

薬剤液滴の蒸発を防ぐためには加湿液滴吐出ユニット５２は薬剤吐出カートリッジ６の上流側に配置されていることが望ましい。加湿液滴吐出ユニット５２を薬剤吐出カートリッジ６の上流側に配置することによって、使用者が吸入する吸気は加湿され薬剤液滴の蒸発が防止される。

また、加湿液滴を薬剤液滴に比べて小径にすることにより、使用者が吸入する吸気を飽和させるまでの時間を短くすることができる。すなわち、吐出の際に薬剤液滴より小さい加湿液滴を吐出するとよい。

また、図７に示すように、加湿液滴吐出ユニット５２の位置を、加湿口８ｃから離してもよい。このとき、周囲の環境湿度等に応じて、吐出する加湿液滴の量を変化させてもよい。具体的には加湿液滴の滴数を増減させてやればよい。

図８および図９は、加湿液滴および薬剤液滴を吐出するタイミングについて説明するものである。図８に示すように、薬剤液滴を使用者の口まで導くためにマウスピース内の流路８に取り込んだ空気の体積流量をＦ［ｍ³ ／ｓ］、気流の流速をｖ［ｍ／ｓ］、流路８の径をφ［ｍ］とすると、流速ｖは以下の（１）式によって求められる。

加湿液滴吐出ユニット５２と薬剤吐出カートリッジ６との間の距離をＬ［ｍ］とすると、加湿液滴が薬剤液滴の吐出部に届くまでの時間Ｔ［ｓ］は以下の（２）式によって求められる。

図９は、加湿液滴および薬剤液滴の吐出（ＯＮ）、停止（ＯＦＦ）とそれぞれのタイミングを説明する図である。ｔ₁ は加湿液滴を吐出し始めてから薬剤液滴を吐出するまでの時間を表し、ｔ₂ は加湿液滴の吐出を停止してから薬剤液滴の吐出を停止するまでの時間を表している。加湿液滴を吐出することによる気流の飽和の効果を最大限に引き出すためには、加湿液滴を吐出し始めてから薬剤液滴を吐出するまでの時間ｔ₁ 、を加湿液滴が薬剤液滴の吐出部に届くまでの時間Ｔに比べて大きくすればよい。また加湿液滴の吐出を停止してから薬剤液滴の吐出停止までの時間ｔ₂ をＴに比べて小さくすればよい。こうすることによって、薬剤液滴を吐出する間気流が飽和状態に保たれて薬剤液滴の蒸発を防ぐことができる。

図１０は実施例６を示す。本実施例は、実施例５の加湿液滴吐出ユニット５２と薬剤吐出カートリッジ６の相対的な距離を変化させるために、流路８を伸縮させる移動機構である蛇腹構造６８を有する。加湿液滴吐出ユニット５２と薬剤吐出カートリッジ６の距離を変えることで、加湿液滴の吐出タイミングを最適化することができる。

また別の方法として、図１１に示すように加湿液滴吐出ユニット５２または薬剤吐出カートリッジ６またはその両方を流路８に対してスライドさせる移動機構を設けることにより、加湿液滴吐出ユニット５２と薬剤吐出カートリッジ６の距離を変えることもできる。

図１２は実施例７を示す。本実施例は、加湿液滴吐出ユニット５２と薬剤吐出カートリッジ６を同一の吐出ユニット７１に組入れて構成する。吐出ユニット７１のタンク７２には仕切り７３を設け、加湿用の液体と薬液を分けて収容する。このとき加湿液滴の径を薬剤液滴に比べて小さくすれば、より薬剤液滴の蒸発を防ぐことができる。また、加湿液滴吐出ユニット５２の位置を加湿口を兼ねた薬剤取り入れ口８ａから離してもよい。

図１３は、吸入時の吸入量と吐出する期間の関係を示すグラフである。

吸入器は、薬剤の投薬量を、より確実に制御するために、吸入が開始され、流量が吐出可能な領域に達したら、吐出を開始し、規定時間だけ吐出する方式を採ってもよい。

図１４に吸入装置の制御系を表わすブロック図を示す。１０１は演算処理装置であるところのＣＰＵであり、プログラムを格納したフラッシュＲＯＭを内蔵している。１０２は前記プログラムが動作する場合において一時的にデータを格納するためのリード／ライト可能なメモリであるところのＳＲＡＭである。１０３は前記ＣＰＵのポートに接続されＯＮ／ＯＦＦ情報を設定しそれをＣＰＵ１０１に取り込ませるためのディップスイッチである。１０４は装置の状態を使用者、メンテナンス作業者に知らせるための表示装置であるところのＬＥＤである。１０５は装置の状態や記憶内容をホストに転送し、またホストからのデータを受けるための無線通信をつかさどる無線ユニットである。１０６は前記無線ユニット用のアンテナである。１０７はアクセスカバー２の開閉状態を検知するためのカバーセンサである。１０８は振動モータ、１０９は負圧センサ９の出力をレベル変換および増幅する増幅器、１１０は前記増幅器１０９のアナログ出力をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ、１１１はヘッド部の制御を行うドライバである。１１２はカレンダー・時計機能を持つＲＴＣ、１１３は前記ＲＴＣ１１２用のバックアップ用の電池、１１４は電気回路に供給する各種電圧を作成するところの電源であり、メイン電池、充電回路、リセット回路、電源スイッチなどを含む。１１５は各種ブロックに対する出力または入力信号を処理し、またバスを介してＣＰＵ１０１と接続されている制御回路である。

電源スイッチが操作されることにより、電源１１４はリセット信号をＣＰＵ１０１に対して出力し、その信号によりＣＰＵ１０１は初期化が行われる。内部のフラッシュＲＯＭに記憶されたプログラムによって動作を始め、ディップスイッチ１０３の状態を取り込み、特別な設定がなされていなければ通常の動作モードとして動作を開始する。使用者が吸入することにより負圧センサ９の出力が変化し、その変化が増幅器１０９、ＡＤコンバータ１１０、制御回路１１５を介してＣＰＵ１０１に伝えられる。吸入量があらかじめ決めた閾値を超えたことにより、ＣＰＵ１０１は振動モータ１０８に電圧を印加、振動をさせるとともに制御回路１１５、ドライバ１１１を介して薬剤吐出カートリッジ６にパルス信号を送る。それにより薬剤吐出カートリッジ６から薬剤液滴が吐出される。規定時間吐出した後、規定時間振動を続けその間吸入を使用者に促す。

実施例１による吸入装置の外観を示す斜視図である。 図１の装置の内部を示す模式断面図である。 実施例２による吸入装置の内部を示す模式断面図である。 実施例３による吸入装置の内部を示す模式断面図である。 実施例４による吸入装置の内部を示す模式断面図である。 実施例５による吸入装置の内部を示す模式断面図である。 実施例５の一変形例を示す図である。 図６の装置の動作を説明する図である。 図６の装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施例６による吸入装置の主要部を示す模式図である。 実施例６の一変形例を示す図である。 実施例７による吸入装置の主要部を示す模式図である。 吸入装置の吸入量の時間的変化を示すグラフである。 吸入装置の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１ 吸入装置本体
２ アクセスカバー
３ フロントカバー
４ マウスピース
５ ロックレバー
６ 薬剤吐出カートリッジ
７ 薬液タンク
８ 流路
８ａ 薬剤取り入れ口
８ｂ 圧力検知口
８ｃ 加湿口
９ 負圧センサ
１０ コントロール基板
１１ バッテリ
１２、４２ 多孔液体保持部材
１３、４３ 液体タンク
２２ 加湿器
３８、４８ 拡大流路
４９ 加湿部
５２ 加湿液滴吐出ユニット
６８ 蛇腹構造
７１ 吐出ユニット
７２ タンク
７３ 仕切り

Claims (10)

1. 使用者が薬剤を吸入するための吸入装置であって、吸入口に連通する流路と、前記流路に薬剤を液滴として吐出する薬剤液滴吐出手段と、前記流路の吸気を加湿する加湿手段と、を備えたことを特徴とする吸入装置。
2. 前記加湿手段を、前記薬剤液滴吐出手段の上流側に設置したことを特徴とする請求項１記載の吸入装置。
3. 前記加湿手段が位置する部位における前記流路の断面積が、前記薬剤液滴吐出手段が位置する部位より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の吸入装置。
4. 前記加湿手段が、前記流路に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の吸入装置。
5. 前記加湿手段が、前記流路の一部とともに交換可能であることを特徴とする請求項４記載の吸入装置。
6. 前記加湿手段が、前記流路に加湿液を液滴として吐出する加湿液滴吐出手段と、前記薬剤液滴吐出手段と同期的に前記加湿液滴吐出手段を制御する吐出制御手段と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の吸入装置。
7. 前記加湿液滴吐出手段から吐出する加湿液滴が、前記薬剤液滴吐出手段から吐出する薬剤液滴に比べて小径であることを特徴とする請求項６記載の吸入装置。
8. 前記加湿液滴吐出手段によって加湿された吸気が前記薬剤液滴吐出手段の吐出部に到達した後に薬剤液滴を吐出し、加湿された吸気が前記吐出部上に存在している間に薬剤液滴の吐出を停止するように制御することを特徴とする請求項６または７記載の吸入装置。
9. 前記加湿液滴吐出手段と前記薬剤液滴吐出手段の間の距離を可変にするための移動機構を有することを特徴とする請求項６ないし８いずれか１項記載の吸入装置。
10. 前記薬剤液滴吐出手段と前記加湿液滴吐出手段とが、同一の吐出ユニットに配設されていることを特徴とする請求項６ないし８いずれか１項記載の吸入装置。

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