[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2009119127A - 薬剤吐出装置 - Google Patents

薬剤吐出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009119127A
JP2009119127A JP2007298173A JP2007298173A JP2009119127A JP 2009119127 A JP2009119127 A JP 2009119127A JP 2007298173 A JP2007298173 A JP 2007298173A JP 2007298173 A JP2007298173 A JP 2007298173A JP 2009119127 A JP2009119127 A JP 2009119127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
medicine
discharge
ejection
pressure
movable wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007298173A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5252890B2 (ja
Inventor
Mitsuru Imai
満 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2007298173A priority Critical patent/JP5252890B2/ja
Priority to AU2008321952A priority patent/AU2008321952A1/en
Priority to EP08849642A priority patent/EP2211953A1/en
Priority to US12/675,337 priority patent/US8720434B2/en
Priority to CN2008801156005A priority patent/CN101854971B/zh
Priority to PCT/JP2008/070368 priority patent/WO2009063814A1/en
Publication of JP2009119127A publication Critical patent/JP2009119127A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5252890B2 publication Critical patent/JP5252890B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/02Inhalators with activated or ionised fluids, e.g. electrohydrodynamic [EHD] or electrostatic devices; Ozone-inhalators with radioactive tagged particles
    • A61M15/025Bubble jet droplet ejection devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/006Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by applying mechanical pressure to the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/007Syringe-type or piston-type sprayers or atomisers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/04Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/041Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters
    • A61M11/042Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by the vapour pressure of the liquid to be sprayed or atomised using heaters electrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/0065Inhalators with dosage or measuring devices
    • A61M15/0068Indicating or counting the number of dispensed doses or of remaining doses
    • A61M15/008Electronic counters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M15/00Inhalators
    • A61M15/0065Inhalators with dosage or measuring devices
    • A61M15/0068Indicating or counting the number of dispensed doses or of remaining doses
    • A61M15/0081Locking means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3306Optical measuring means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/332Force measuring means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331Pressure; Flow
    • A61M2205/3351Controlling upstream pump pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/36General characteristics of the apparatus related to heating or cooling
    • A61M2205/3653General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by Joule effect, i.e. electric resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)

Abstract

【課題】 密閉性の高い薬剤タンクを用いた場合でも安定した吐出を実現し、適切な量の吐出が可能な薬剤吐出装置を提供することである。
【解決手段】 薬剤が吐出される吐出口1aと、薬剤を吐出口1aから吐出するためのエネルギーを発生させる素子1bとからなる薬剤吐出部1に、薬剤を収容する薬剤収容部2が連結している。薬剤収容部2は吐出口1a以外では外気から遮断されているため、吐出口1aから薬剤が吐出されると、薬剤収容部2の内部と外部とに圧力差が生じる。本発明の特徴である加圧手段3は、吐出の際に、前記圧力差によって薬剤収容部2の容積を減少させるように変位する可動壁5を加圧する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、利用者が携帯して使用することができるように構成され、薬剤を利用者に吸入させるための吸入装置などに利用できる薬剤吐出装置に関する。
マウスピースを介して吸入される空気が流れる気流路中に、インクジェット方式の吐出原理を利用して薬剤の微小液滴を吐出させて利用者に吸入させる吸入装置が開発されている(特許文献1、2参照)。このような吸入装置は、所定量の薬剤を均一化した粒径によって精密に噴霧することができるという利点を有している。
このような薬剤吐出装置の基本的な構成として、発熱素子などの吐出エネルギー発生素子が配された吐出ヘッドと、その吐出ヘッドに供給する薬剤を収容する薬剤タンクがある。薬剤タンクが単なる密閉容器では、薬剤が吐出され薬剤タンク内の薬剤が減少するにつれて、タンク内に負圧が発生し、吐出性能が落ちてしまう。そこで、薬剤タンクに対しては以下のような対応を取る必要があった。
まず、吐出を開始する直前に薬剤タンクを大気連通する構成にすることが挙げられる。これは、公知のインクジェットプリンタが採用している。ただし、薬剤タンクの中に複数回吸入する分の薬剤を保存しておく場合では、1回使用された後の薬剤の濃度変化や変性を防止する必要から、待機連通の構成はとることができず、薬剤タンクには高いガスバリア性、密閉性が要求される。空気との接触が好ましくない薬剤の場合でも同様である。
その場合は、薬剤タンクを可撓性の容器とし、吐出に伴ってつぶれる構成にしても良い(特許文献1)。例えば、ポリエステルフィルムにアルミニウムを蒸着し、薬剤タンクとすることができる。また、薬剤タンク本体がガラス容器のような場合は、その一端をゴム栓で塞いで、吐出に伴って薬剤タンクの容積を減らせる構成にする必要がある。
特開2004−290593号公報 特開2004−283245号公報 特表2002−528676号公報
このように密閉性の高い薬剤タンクを用いた場合、薬剤の吐出を続けるにつれて薬剤タンクの内部と外部との圧力差が増大する。こうして薬剤タンク内の負圧が増大しても、その負圧によってかかる力で可撓性の薬剤タンクが変形したり、ガラス容器に対してゴム栓がスライドして容積を減らすまでには、相当の力を要する。ガラス容器の場合で説明すると、タンク内の負圧によって栓にかかる力が、ガラス容器と栓の間の最大静止摩擦力を超えたときに、栓の移動が始まることになる。高い密閉性を持たせるため、ガラス容器に対して栓をきつくすれば、それだけ高い負圧にならないと栓が移動しない。
一方、薬剤タンク内の負圧が増大するほど、吐出ヘッドからの吐出性能は落ちることが明らかになっている。ノズル径が3μmのヘッドで吐出した場合、薬剤タンク内圧が、−5kPa付近までは吐出量は落ちないが、それを超えると少しずつ減少し、−20kPaとなると吐出ヘッドから空気を引き込んでしまい、吐出不能となった。そのため、安定した吐出を実現するには、吐出期間中に薬剤タンク内の負圧をなるべく所定の値(上記の例では−5kPa)以下に保つことが好ましい。
そのため、従来の密閉性の高い薬剤タンクを用いた場合、吐出を続けるにつれて吐出性能が落ち、場合によっては吐出不能となってしまう可能性があった。
本発明の目的は、密閉性の高い薬剤タンクを用いた場合でも安定した吐出を実現し、適切な量の吐出が可能な薬剤吐出装置を提供することである。
なお、ガラス等の容器に栓をする構成の薬剤投与装置としては、特許文献3に記載されているようないわゆるインスリンポンプなどがある。しかし、インクジェット方式のものとは異なり、吐出口に吐出エネルギー発生素子があるわけではないので、本発明の課題が発生する余地はない。インスリンポンプは、栓を押す微小送り機構によって薬剤を押し出す。
上記課題に鑑み、本発明の薬剤吐出装置は、吐出口と、薬剤を前記吐出口から吐出するためのエネルギーを発生させる素子とを有する薬剤吐出部と、
前記薬剤吐出部と連結し、前記薬剤を収容する薬剤収容部と、を有し、前記薬剤を吐出する薬剤吐出装置であって、
前記薬剤収容部は、前記吐出口以外では外気から遮断されており、前記吐出口からの前記薬剤の吐出により生じる前記薬剤収容部の内部と外部との圧力差によって、前記薬剤収容部の容積が減少するように変位する可動壁を有し、
前記圧力差を減少させるため、前記可動壁を加圧する加圧手段を有することを特徴とする。
本発明の薬剤吐出装置によれば、薬剤タンク内に生じる負圧が従来よりも低い段階で、薬剤タンクの容積を減少させることができるので、安定した吐出を実現することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の薬剤吐出装置の概念的な構成を表す図である。薬剤吐出部1は、薬剤が吐出される吐出口(ノズル)1aと、薬剤を吐出口1aから吐出するためのエネルギーを発生させる素子1bとからなる。吐出エネルギー発生素子1bは、薬剤供給口4を通ってきた薬剤に吐出エネルギーを付与する。これにより、吐出口1aから薬剤が吐出される。
吐出する薬剤を収容する薬剤収容部2は、薬剤吐出部1と連結しており、吐出口1a以外では外気から遮断されている。よって、吐出口1aから薬剤が吐出され、薬剤収容部2に収容されている薬剤が減少すると、薬剤収容部2の内部と外部とに圧力差が生じることになる。薬剤収容部2には可動壁5があり、この圧力差によって薬剤収容部2の容積が減少するように変位する。
ここで、薬剤吐出部(吐出ヘッド)1は任意の吐出エネルギー発生素子を有する。薬剤に熱エネルギーを付与する電気熱変換素子又は機械エネルギーを付与する電気機械変換素子を例示できる。すなわち、薬剤の吐出方法としては、電気熱変換素子を用いて薬剤に熱エネルギーを付与して吐出させる方法(サーマルジェット方式)、薬剤に機械エネルギーを付与する電気機械変換素子(例えば圧電素子)の振動圧を用いて薬剤を吐出する方法(ピエゾジェット方式)を例示できる。吐出方法については、薬剤の種類などに応じて選択可能である。
サーマルジェット方式を用いた場合、個々の吐出ヘッドについて、吐出口の口径、吐出に利用される熱パルスの熱量、電気熱変換素子としてのマイクロ・ヒーターなどのサイズ精度、再現性を高くすることが可能である。このため、狭い液滴径分布を達成することが可能である。また、ヘッドの製作コストが低く、ヘッドを頻繁に交換する必要がある小型の装置への適用性も高い。従って、薬剤吐出装置に携帯性や利便性が求められる場合には、特に、サーマルジェット式の吐出原理を採用することが好ましい。
薬剤収容部(薬剤タンク)2の具体的な構成は後述の実施例で説明するが、概略を説明する。薬剤タンクのうち、本体を両端の開いたガラス容器とし、その一端をゴム栓などの部材で塞いだ構成とすることができる。他端は吐出ヘッド1に接続されている。前記の圧力差によって栓がガラス容器の内部に向かってスライド移動することで、薬剤タンクの容積が減少する。
あるいは、薬剤タンクを可撓性の容器としてもよい。
(加圧手段)
本発明の特徴である加圧手段3は、薬剤の吐出にあたり可動壁5を加圧する。以下、薬剤収容部2がガラス容器2aと可動壁としての栓2bからなる場合を用いて説明する。すなわち、加圧手段3は栓2bを所定の圧力で加圧する。図2は、本発明の薬剤吐出装置の加圧手段を用いた場合(b)と、用いない場合(a)における、栓2bにかかる力を、容器及び栓の断面図に模式的に示した図である。容器2aと栓2bとの最大静止摩擦力をf0、動摩擦力をf0´、薬剤が吐出されることによって容器2a内に生じる負圧によって栓2bにかかる力をf1とする。加圧手段3がない場合(a)、吐出を開始してもすぐには栓が移動せず、f1がf0を超えると栓が容器の内部に向かって移動し始める。栓が動くとf1は減少し、動摩擦力f0´とつり合うまでは移動を続ける。その間も薬剤の吐出を続けていると、f1はf0´とつりあった状態で栓が移動を続ける。吐出終了によって栓の移動が止まると、容器の内部にはf0´に等しい力に相当する負圧が蓄積されたままとなってしまう。
一方、加圧手段3によって吐出直前から吐出終了までの間、つねにf2の力を栓に加えつづけたとする。この場合は、f1がf0−f2を超えると移動をし始め、f0´−f2とつり合った状態で栓が移動する。また、吐出終了後もf0´−f2に等しい力に相当する負圧が蓄積されるのみである。
このように加圧手段3によって予め一定の力f2を加えておくことによって、吐出開始から吐出終了までの期間を通して容器の内部にかかる負圧を低減することができる。
すなわち、吐出口からの薬剤の吐出により生じる薬剤収容部の内部と外部との圧力差が所定の値を超えると、薬剤収容部の容積が減少するが、加圧手段3により薬剤収容部を加圧すれば、その所定の値を減少させることができる。
本発明に用いられる薬剤とは、薬理的、生理的な作用を示す医薬用化合物の薬剤のみならず、医薬用化合物に加えて更に、嬌味嬌臭目的の成分、染料、顔料なども含まれる概念である。また、任意の添加剤を含んでよい。
(加圧手段でかける力)
原理的には、動摩擦力f0´と等しい力を加えておけば、栓の移動が開始した後は、薬剤タンクの内圧が0(ゼロ)の状態で栓が移動を続けることになる。しかし、インクジェットの原理で吐出を行う際には、薬剤タンク内には多少の負圧を持っているほうが良い。具体的には、0.5kPa〜4.5kPa程度である。よって、この程度の負圧で安定して吐出できるように加圧を制御すればよい。
また、加圧手段3によって栓にかかる力は、動摩擦力f2以下であることが好ましい。f2より大きな力が栓にかかると、栓が移動を始めた後に栓を押しすぎる結果となり、吐出口から薬剤が漏れてしまうおそれがあるためである。
加圧手段によって栓2bに加える圧力の値は、吐出期間中つねに一定である必要は必ずしもない。薬剤タンク内の負圧が上記の0.5kPa〜4.5kPa程度を維持できるように、加圧して置けばよいからである。そのためには、加圧手段3によって栓2nに加えられる圧力を測定するためのセンサを設け、そのセンサにより測定される値に応じて加圧手段を制御することが望ましい。センサにより測定される値と、加圧手段の制御との関係は、例えば、上記のように吐出期間中に薬剤タンク内の負圧が所定の範囲内に入るよう、加圧を所定の範囲内に制御することが考えられる。また、常に一定の圧力を栓2bに加えるように、センサの値に基づいて、加圧手段を制御してもよい。
吐出期間中の栓2bの移動スピードを一定にしたい場合は、常に一定の圧力を栓2bに加えておく必要がある。
(薬剤吐出装置)
図3は、本発明の薬剤吐出装置の一例で、利用者に薬剤を吸入させる吸入器の外観を示す斜視図である。ハウジングケース17、アクセスカバー18で本体外装を形成している。40はアクセスカバーのロック解除ボタンである。使用中にアクセスカバー18が開かないように設けたフック部19(図4)が、バネによって付勢されたロック解除ボタン40と一体になって作動するフック引っ掛け軸に止まる構成としている。アクセスカバー18を開ける時には、解除ボタン40を押すことでフックの掛かりが外れて、アクセスカバー18が開く方向に付勢する不図示バネの力によって開くよう構成されている。アクセスカバー18には、投与量、時刻、エラー表示等を行うための表示ユニット15を設けている。また、利用者が設定を行うためのメニュ切替えボタン11、設定ボタンのアップボタン12,ダウンボタン13、決定ボタン14を設けている。
図4は、図3の吸入器においてアクセスカバー18が開いた状態を図示したものである。アクセスカバー18が開くと、装置本体に対して着脱可能となっている薬剤吐出部としての吐出ヘッド部1と薬剤収容部としての薬剤タンク2が見えてくる。吐出ヘッド部1は薬剤を気流路6へ向かって吐出する。利用者は吸入口(マウスピース)20から息を吸い込むことで、気流路内に吐出された薬剤を吸入することができる。本実施形態では、吸入口20と気流路6が一体となっている。吸入口20は、吸入時毎に使い捨てるか、または、吸入の後に洗浄して再使用する。吐出ヘッド部1と薬剤タンク2は、薬剤タンク2内の薬剤量が1回の吸入で投与すべき薬剤の量より少なくなると交換する。例えば、本体内に吐出量をカウントする機能があり、この吐出量カウント機能により残量を算出できるので交換時期を告知し、利用者に交換を促すか、または、交換が完了するまで吐出を行わないことも可能である。
吐出ヘッド部1と薬剤タンク2は、装着後、結合レバー10により薬剤タンク2を吐出ヘッド部1側に移動させることにより連結、接続され、薬剤タンク内の薬剤が吐出ヘッド部1内に流れ込む薬剤流路が形成される。アクセスカバー18に結合レバーロック穴31を設けてある。よって、アクセスカバー18を閉めると結合レバー10のツマミ32が結合レバーロック穴31と勘合して、アクセスカバー18を開けない限り、吐出ヘッド部1と薬剤タンク7の連結を解除できないようなっている。薬剤タンク2が吐出ヘッド部1の連結後カバン等に入れて持ち運んでいる時の抜け防止を行っている。
(吐出ヘッド部及び薬剤タンク)
本発明の薬剤吐出装置に用いられる吐出ヘッド部1及び薬剤タンク2の具体的な構成の一例を、図5〜図7で説明する。
図5は、吐出ヘッド部1と薬剤タンク2が連結される前の状態を示した斜視図である。また図6は、これらが吸入器内で連結された状態において、吐出ヘッド部1と薬剤タンク2の部分のみを抜き出した斜視図である。また図7は、図6の連結された状態の主断面図である。
吐出ヘッド部1は、以下の構成要素からなる。すなわち、複数の吐出口が配される吐出ヘッド8が筐体39に取付け・支持されており、筐体の内部には薬剤タンクから吐出ヘッド8へ薬剤を供給するための中空針(薬液流路)38が配される。吐出ヘッド8には、吐出口付近に吐出エネルギー発生素子であるヒータが設けられ、加熱された薬剤が発泡するエネルギーで吐出口が吐出される。ヒータに電力を供給するための電気接続面9aと、それを支持する電気配線部品9もある。電気接続面9aを通して、吸入器本体に保持している2次電池として充電可能なバッテリ(不図示)から電力が供給される。
薬剤タンク2は、以下の構成要素からなる。すなわち、薬剤を収容するためのガラス容器33があり、ガラス容器33の一端は、固定ゴム栓36がアルミニウム製のカシメ用金具37で押さえ込まれている。そして、ガラス容器33の他端では、容器の内部に可動ゴム栓34がはめ込まれ、薬剤を外気から遮断している。吐出ヘッド部1と薬剤タンク2が連結されると、ガラス容器内は吐出ヘッド8の吐出口以外では外気から遮断されている。この構成により薬剤タンクの密閉性を維持し、薬剤の変性、濃度変化を最小限に抑えている。
吐出ヘッド部1と薬剤タンク2は、このように別部材で構成されていても良いが、一つの部材で一体として構成されていても良い。この場合、吸入器本体への着脱が容易である。また、薬剤タンクがガラスである場合は、それを覆うような筐体とすれば、ぶつけたりした場合の破損防止にもなる。
(実施形態1)
図8に、本発明の第1の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図を示す。本実施形態では、加圧手段として圧縮空気を発生させるエアーコンプレッサ21を用いた。
コンプレッサには、大きく分けて、ターボ型と容積型がある。ターボ型は、主に圧力が低くてもよく、空気量が多く必要な場合に利用される。一方、容積型は、高圧が必要な場合に使用される。本実施形態では、容積型の1つでありモータの回転力によってダイアフラムを上下させることにより圧縮空気を発生するダイアフラム駆動方式を採用しているエアーポンプを使用した。ダイアフラム駆動方式のエアーポンプは、比較的小型なので、常時携帯させる吸入装置には適している。
コンプレッサ21は、可動壁としてのゴム栓34と接続され、ゴム栓34に加える圧力を発生させる。すなわち、コンプレッサ21から発生した圧縮空気はエアーチューブ24を通り、加圧エアジョイント26に保持されたエアー供給管27を通過して、可動ゴム栓34を加圧する。ゴム栓34とエアーコンプレッサ21との間には、ゴム栓34に供給される空気の流量を調節するバルブ機構としてのレギュレータ22が介在する。さらに、レギュレータ22には圧力センサ23が内蔵されており、可動ゴム栓34に加えられる圧力を測定することができる。
この圧力センサ23の圧力値を基にレギュレータ22のバルブ機構を制御して、可動ゴム栓にかかる圧力を調節できる。制御基板25に設けたCPUには、予め可動ゴム栓34に加える圧力が設定されているので、圧力センサ23の測定値が設定値と一致するように制御手段によりレギュレータを動作させる。具体的には、圧力センサ23の測定値が設定値を下回ると、バルブを開放し加圧し、上回るとバブルを閉鎖し、これ以上加圧しないようにする。この機構によれば、薬剤が吐出されて可動ゴム栓34が移動を始めた後でも、一定の圧力値で可動ゴム栓34を加圧することができる。ゴム栓34に加える圧力の設定値としては、ある一定の範囲をもたせても構わない。その範囲を外れたら、バルブを制御すればよい。レギュレータ22は、D/A(Digital−to−Analog)変換部を内蔵する。レギュレータ22は、0〜50kPa程度の正圧範囲の調整が可能な低圧電空レギュレータが望ましい。
このようにレギュレータ22があることによって、コンプレッサ21から発生する圧縮空気の圧力値に脈動ムラがあっても、可動ゴム栓34に加える圧力を安定化させることができ、コンプレッサの選定の自由度が高まる。
本実施形態における吸入装置の使用例を図9に示したフローチャートに沿って説明する。
まず、利用者によって吸入装置本体の電源スイッチが押されるなどの動作により使用開始状態となる(ステップS001)。使用開始後、吐出ヘッド部1の有無をチェックし(S002)、なければ吐出ヘッド部1がないことを利用者に知らせる警告表示を出し(S015)、電源をOFF(S023)を経て終了する(S024)。
吐出ヘッド部1の検出は、例えばサーマルジェット方式によって吐出を行う場合には、吐出エネルギー発生素子であるヒータの抵抗値を測定することで実現できる。
吐出ヘッド部1がある場合、薬剤タンク2の薬剤残量チェックを行う(S003)。薬剤残量は、薬剤タンク内の初期体積からこれまで吐出した薬剤の総量を引くことによって求められる。この薬剤残量を制御基板上に設けたRAMまたはROMに記憶させておき、1回の吸入が行えない残量になると警告表示を出し(S016)、電源をOFF(S023)を経て終了する(S024)。
残量が十分あれば、バッテリ(不図示)の残量をチェックし(S004)、足りなければ、バッテリ交換や充電を促す表示を行い(S017)、電源OFF(S023)を経て、終了する(S024)。バッテリ残量が少なくとも一回の吸入動作を実行できると判断された場合、電源をオンし(S005)、初期設定(S006)を行う。
初期設定完了後、S007において、薬剤投与量の入力になる。利用者が投与量を自分で入力する場合もある。通常は、医者の処方箋データの投与量が自動的に設定されるが、例えば、インスリンは、利用者が吸入時のカロリー摂取量、カロリー消費量を加味して変更することがある。
薬剤投与量が決定された後、可動ゴム栓34の後ろの密閉空間を加圧するための圧縮空気をコンプレッサ21により発生させる(S008)。ここで、ガラス容器33と可動ゴム栓34との最大静止摩擦力及び動摩擦力は、ガラス容器の材質及び寸法、可動ゴム栓の材質及び寸法によって一義的に決定される。よって、吐出後にゴム栓が移動している間、平衡となるときの容器内圧が所望の値となるように、事前に加圧値を設定しておくことができる。設定値は制御基板25内のCPUに記憶される。設定された圧力をゴム栓にかけられるように、レギュレータ22及び圧力センサ23を制御し(S009,010,011)、吸入開始を待つ(S012)。
利用者が吸入を開始すると、気流路6内に負圧が生じるので、制御基板25上に配置されている圧力センサ16により吸入検知が行える。所定の負圧が検知(S013)されると吐出を実行する(S014)。なお、S008に示した加圧開始のタイミングを、圧力センサ16による吸入検知に同期させても良い。これにより加圧手段の駆動を必要最小限にすることができる。
吐出中に圧力測定の割り込み(S018)が入り、加圧値が所定の圧力範囲内にあるかどうかの判断し(S020)、所定範囲より低ければレギュレータバルブを開き、圧縮空気を送り込む動作を行う(S021)。この割り込み動作(S018)を吐出中に定期的に繰り返し行う。圧力値を監視し、所定の範囲より低くなったら、レギュレータバルブを開いて、圧縮空気を所定の圧力範囲になるまで送り込むことでも良い。そして、設定された期間の吐出を行った後、吐出が終了する(S019)。吐出が終了すると、薬剤残量を制御基板25上のフラッシュROMに記憶して、電源オフ(S023)を経て、終了(S024)に至る。
図10は、本実施形態において、薬剤の吐出時に可動ゴム栓34に加える圧力の経時変化の一例である。図11は、図10の条件で加圧を行った場合の、薬剤タンク内の圧力変化を示したグラフである。薬剤タンク内の圧力測定は、図8においてガラス容器33と吐出ヘッド8とを繋ぐ中空針(薬液流路)の途中に内圧測定用の圧力センサを接続して行った。両図とも、時間軸(横軸)のゼロが吐出を開始するタイミングである。これは、薬剤タンクの容量は2mlで、内径がΦ6.8のガラス容器にショアA50°の硬度を有する外径Φ7.2、長さ6mmの可動ゴム栓を入れた構成で、純水を15μl/秒で2秒間吐出させた時の実験結果である。
上記のようなガラス容器及びゴム栓を使用した場合、最大静止摩擦荷重は約60g、動摩擦荷重は約40gであった。これは、ゴム栓にかかる圧力(容器内外の圧力差による圧力及び加圧手段による圧力の和)に換算すると、それぞれ約16kPa、約11kPaである。そこで、吐出を開始する直前から吐出期間中には、可動ゴム栓に10kPaの圧力をかけておく。薬剤タンクの内圧は、吐出開始前は約−4kPaで安定しているが、吐出開始後はより負の方向に変化する。ゴム栓には予め10kPaの圧力が加えられているので、薬剤タンク内の負圧が−6kPaを超えたあたりで、ちょうどゴム栓に最大静止摩擦荷重がかかることになる。それにより、ゴム栓が動き始め、それとともに薬剤タンク内の負圧は増加していく。その後の吐出期間中は、−1kPa付近で安定する。
ゴム栓が動き始める前には動き出した後よりも高い圧力をかけておくことも好ましい。そのようにすれば、ゴム栓が動き始める瞬間がより早くくるため、薬剤タンク内の負圧が減少することをより抑えることができる。この場合、ゴム栓が動き始める前にゴム栓に加える圧力が、動摩擦荷重に相当する圧力を超えてしまう場合は、ゴム栓が動き出した瞬間に、加圧手段による加圧を弱め、動摩擦荷重に相当する圧力以下にすることが好ましい。そのようにすれば、ゴム栓の動き出しを早めるとともに、動き出した後にゴム栓を加圧しすぎて吐出口から薬剤が漏れてしまうようなことをなくすことができる。なお、ゴム栓が動き始める前に加える圧力は、最大静止摩擦荷重に相当する圧力以下であることが好ましい。このような場合、ゴム栓34の動き出した瞬間を捉えることが必要であるが、ゴム栓が動き出すと、加圧値を測定している圧力センサ23の出力する圧力値が急激に減少するので、容易にゴム栓34の動き出しを検出できる。
(実施形態2)
図12は、実施形態1からレギュレータ22を取り去った第2の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。
この実施形態の場合、圧力センサ23の測定値を基にエアーポンプ21の回転数を可変とすることで可動ゴム栓34の後ろの密閉空間、つまり、チューブ24内の圧力を実施形態1と同様に制御することができる。圧力センサの測定値が設定値と一致するように、圧力を上げる場合は、エアーポンプ21の回転数を増やし、圧力を下げる場合は、回転数を減らせば圧力を調整できる。制御基板25上に設けたボリュームをCPUからの制御信号にて自動的に調整できる。吸入装置の使用例のフローは、実施形態1でのレギュレータの制御弁開閉の代わりに、エアーポンプの回転数制御となっただけで他は同様であるので省略する。実施形態1よりも小型軽量化を図る場合には、有効な形態である。
(実施形態3)
図13は、加圧手段をエアーポンプに替えて電動シリンダ41とした第3の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。電動シリンダ41は、内蔵のモータの回転にてボールネジ等を回転させ、ボールネジに連結された直動部材を移動し、内部に有するシリンダ内の容積を変化させる装置である。エンコーダ等を内蔵しているので位置検出が簡単に行える。
電動シリンダ41の容積変化で発生した圧縮空気をガラス容器33内の可動ゴム栓34の後方に接続する。圧力センサ23の圧力値を基に電磁弁42の開閉を制御することによって、簡単に可動ゴム栓34を加圧する密閉空間の内部圧力の調整が行える。薬剤タンクの装着の際に電動シリンダ41をスタート位置に戻しておき、電動シリンダ41を押し込むことにより圧縮空気を電動シリンダ41内に発生させる。吐出に合わせて一定の加圧ができるように電磁弁42を開き、圧縮空気を可動ゴム栓34の後ろに送り込む。電磁弁42の開き動作に同期して電動シリンダ41の押し込み動作が、行われるのが良い。
また、本実施形態においては、電磁弁42がない構成であっても、圧力センサ23の測定値を基に直接電動シリンダ41の押し引きを行えば、同様の目的が達成される。小型軽量化が図れるという利点がある。
(実施形態4)
図14は、薬剤タンクとして可動壁を一体化された可撓性を有する容器43を用いた第4の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。
可撓性の容器を用いる場合でも、ガラス容器とゴム栓を使用する場合と同様に蒸発による薬剤の濃度変化を防止するためのガスバリア性や薬剤の変質を防ぐ耐薬品性などが必要である。そこで、このような条件を満たすために容器43は、アルミフィルムに樹脂フィルムを積層したものやポリエチレンフィルムにアルミを蒸着したものなどを用いることが好ましい。吐出ヘッド部1との接続部には、ゴム栓を入れて中空針で連通する方法を採っている。容器43の周りを取り囲むように密閉箱44を配置して、容器43を密閉する閉じた空間を形成する。この空間を介して、加圧手段によって容器43を加圧できる構成とする。密閉箱44には、エアーポンプ21で発生させた圧縮空気がチューブ24を通ってエア供給管27から供給される。
容器43も上記のように密閉性を確保するため、多層でかつ厚みを有することになるため、薬剤の吐出が開始してからすぐに内部の負圧によって容積を減少する(つまり、つぶれる)ことができるわけではない。変形が始まるまでに容器43内の負圧が相当以上に増大してしまうと、吐出性能の低下という問題が同様に起こる。そこで、容器の変形を容易にするべく、外部から加圧手段によって容器を加圧することで、より小さな負圧が容器内に生じた段階で、容器の変形が始まるため、吐出性能を維持することができる。
図14では、加圧手段を実施形態1と同様のエアーコンプレッサとしているが、同様の目的を達するものであれば構わない。
薬剤タンクとしてガラス容器を用いた場合は、可動ゴム栓がガラス内周を移動しなくてならないため、容器をストレート形状にしなくてはならない。しかし、可撓性の容器の場合は、形状を収納させる相手の形状に合わせて任意にできるので装置の空いているスペースに合わせて形状を決定すれば装置全体を小型化できる。よって、携帯性が向上し、利用者が使いやすい装置になる。
(実施形態5)
図15は、第5の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。本実施形態では、加圧手段として、可動ゴム栓34を加圧するピストン軸53とピストン軸を駆動するためのモータ45を採用した。
吐出ヘッド部1と薬剤タンク2は、実施形態1と同様であって、装置本体のハウジングケース17に設けたカートリッジホルダー29に装着された後に結合レバ10(図4)によって結合され、薬剤が吐出ヘッドに流れる流路が形成される。
可動ゴム栓34を加圧するのは、リニアモーションベアリング(軸受)54にて直進性を安定させ、低摩擦荷重で移動するようにガイドされているピストン軸53である。ピストン軸53には保持板50に保持された荷重センサ51が接続されている。保持板50は、ガイドシャフト52によって固定されている。リードスクリュウ49と保持板50に設けたスクリュウとが噛み合い、リードスクリュウ49の回転をピストン軸53の直進運動に変換させている。リードスクリュウ49の回転駆動力は、駆動モータ45によって発生させる。すなわち、モータギア46から従動ギア47を介してリードスクリュウに固定されているリードスクリュウギア48に伝達される構成である。薬剤タンクの装着時には、ピストン軸53は原点位置に戻っている必要があるため駆動モータ45は、逆転可能なモータが良い。よって、駆動モータ45は、直流モータ、または、ステッピングモータがよい。スタート原点位置検出スイッチ61及びストロークエンド位置スイッチ62を制御基板25上に設け、荷重センサ保持板50の位置をメカ式のマイクロスイッチ、または、非接触式の近接スイッチ、光学スイッチにて検出すれば誤動作等の防止が可能である。
圧力は荷重を断面積で割ったものであるから、断面積が一定であれば荷重と圧力は比例関係にある。よって、この構成によれば、ピストン軸によって可動ゴム栓34に加える圧力値は、荷重センサ51の荷重値として測定可能である。よって、予め設定した圧力値(あるいはその範囲)を維持するようにピストン軸53を押し込んでいけばよい。
吸入装置の使用例のフローは、基本的には図9と同様である。ただし、S006の初期設定では、ピストン軸を原点に戻す操作が必要となる。その後、駆動モータ45を回転させ、ピストン軸53を押し込んでいくと、可動ゴム栓34と接触する。接触すると荷重センサ51の荷重値が上がり始め、荷重値が予め設定した値に達したらピストン軸53の前進を止めるために駆動モータ45の回転を停止する。設定値は、既に説明したように、容器とゴム栓の摩擦力と、吐出時に容器内圧をどの程度に維持したいかに依存する。
吐出後、ゴム栓34が移動を開始すると、荷重センサ51にかかっていた荷重が減少する。これを再び設定荷重値に近づけるために駆動モータ45を回転させ、ピストン軸53を押し込む。これを繰り返すことで、吐出中に一定の圧力をゴム栓34に加えることができる。
(実施形態6)
図16は、第6の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。本実施形態は、加圧手段としてのピストン軸とモータとの間にスリップクラッチを設けた構成である。
可動ゴム栓34を加圧するのは、軸受54にて直進性を安定させ、摩擦荷重を安定させて移動するようにガイドされているピストンスクリュウ73である。ピストンスクリュウ73には、ネジが外周部に形成されていて、内周にギアが形成されているスクリュウギア79と噛み合う。スクリュウギア79は、伝達ギア78と噛み合っている。伝達ギア78にはスリップクラッチ77が結合されていて、ある一定のフリクショントルク以下での伝達ギア76からの回転トルクを伝達する。伝達ギア76への回転トルクは、駆動モータ45にて発生し、モータギア74、伝達ギア75から伝達させる。つまり、ピストンスクリュウ73は、駆動モータ71の回転によってスリップクラッチ77で設定された回転トルクで可動ゴム栓34を押し込む。よって、常に一定の力を可動ゴム栓34に加えることができる。
ピストンスクリュウ73を戻す際は、駆動モータ71を押し込み時とは反対に回転させ、伝達ギア80、伝達ギア81と伝達された回転トルクがスリップクラッチギア78を介してスクリュウギア79に伝達される。ワンウェイクラッチ82がスクリュウギア78と伝達ギア4の間に組み込まれているために、逆転時のみこの伝達経路が連結することになり、正転時には、スリップクラッチギアは、正転方向の回転のみの力を受けている。
ピストンスクリュウ73の回転止めを行っているのが、ピストンスクリュウ73に固定されている回転止め板72とガイド軸52である。スクリュウギア79の回転力によってピストンスクリュウ73が回ってしまって直進しないようになることを防止している。
駆動モータ45は、回り続けるためにトルク変動の少ない直流モータが好ましい。
吸入装置の使用例のフローは、基本的には図9と同様であるが、本実施形態ではこれまでの実施形態のように圧力センサや荷重センサで定期的あるいは常時、可動ゴム栓34に加えられる圧力を検知する必要がない。よって、簡単なフローとなる。つまり、可動ゴム栓34に加えたい圧力に対応するトルクを予めスリップクラッチ77に設定しておけば、常に一定の圧力を加えることができる。
吐出前に駆動モータ45を回転させ、ピストンスクリュウ73を前進させる。可動ゴム栓34に接触し始めるとスリップクラッチ77の設定されたフリクショントルクになるまで可動ゴム栓34を押し込み続ける。設定フリクショントルクを越えるとスリップを起こすので薬剤タンク内部は、過剰な圧力値になることはない。
吐出中に、薬剤タンク内の内圧が下がり、可動ゴム栓が移動すると、可動ゴム栓34には、設定されたフリクショントルクが掛かっているので、ピストンスクリュウ73が前進する。これで移動によって下がった圧力分だけ押し込む動作が吐出中続けられる。
本実施形態は、荷重センサが不要な非常に簡単な構成である。よって、医療機器として重要な要素である故障しにくいという利点がある。
(実施形態7)
第7の実施形態では、これまで説明した本発明の実施形態のうち、薬剤収容部としてガラス容器とゴム栓を用いた構成において、使用ごとの薬剤の吐出総量を一定化することが可能な薬剤吐出装置を説明する。
例えば吐出エネルギー発生素子に電気熱変換素子を用いて吐出する(サーマルジェット方式)場合など、1回吐出を行った後空気中に放置することで吐出口に薬剤が固着してしまう、いわゆるノズル詰まりが生じる。よって、同じ吐出条件(吐出周波数、吐出動作期間など)で吐出した場合、1回使用における吐出総量は回を経るごとに減少する傾向があった。インクジェットプリンタのように吐出前に毎回吸引回復することもできるが、薬剤はインクに比べて非常に高価であるため、なるべくムダにはしたくない。
そこで、ノズル詰まりが生じ、吐出性能が落ちた吐出ヘッドを用いても、毎回の吐出総量を一定化できる薬剤吐出装置が望まれる。本実施形態は、それを提供するものである。
ここで、本明細書において「吐出動作期間」とは、1回の使用において吐出エネルギー発生素子に最初のパルスを与えてから、最後のパルスを与え終わるまでの時間、すなわち吐出エネルギー発生用パルス列が供給される期間を意味する。また「吐出周波数」とは、単位時間あたりに吐出エネルギー発生素子に与える薬剤を吐出するためのパルス信号の数に相当する。また、「パルス幅」とは、一回のパルス信号付与における通電時間である。また、「駆動電圧」とは、吐出エネルギー発生素子に与える電圧のことである。これら吐出ヘッドの駆動条件が変わらない場合、薬剤に与えられる吐出のエネルギーは変わらないが、ノズルが詰まっていると、実際に吐出される薬剤の量は減少する傾向になる。
図17は、本実施形態の薬剤吐出装置の構成を概念的に示した模式図である。薬剤収容部2は、ガラス容器33とその一端に配され、薬剤を外気から遮断する可動ゴム栓34からなる。そして、加圧手段3により可動ゴム栓34に所定の圧力が加えられる。ここで、本実施形態では、可動ゴム栓34の位置を検出し、その移動量を読み取ることができる読取手段90を有している。
吐出を開始した後、ゴム栓34が動き始めるまでの吐出総量は、初期の薬剤タンク内の負圧及び最大静止摩擦荷重に依存するため既知である。そして、ゴム栓34が移動を開始して、動摩擦荷重と平衡状態になってからは、加圧手段によってゴム栓34に加える圧力が一定であれば、薬剤の吐出される量、すなわち、薬剤タンク内の薬剤の減少量と、ゴム栓34の移動量はリニアな関係にある。よって、ゴム栓34の移動量と吐出された薬剤の量とは、一対一に対応している。
そこで、読取手段90によりゴム栓34の移動量を読み取れば、吐出開始から読取時刻までに吐出された薬剤の総量を求めることができる。投与すべき薬剤の量は、処方箋などにより予め設定されているので、読み取り手段90から得られた読取結果が、投与すべき薬剤の量に達した場合、制御部25により吐出エネルギー発生素子1bの駆動を停止する。これにより、たとえノズル詰まりが発生していたとしても、吐出ヘッドの吐出性能に関わらず毎回一定量の薬剤を吐出することができ、使用するたびに吸入量がばらつくという問題がなくなる。また、薬剤容器内圧がー5kPaを下回って、吐出量が減少する領域となっても吐出量を一定にすることができる。
図18は、本実施形態による薬剤吐出装置の模式断面図である。図19は、本実施形態の読取手段が見えるように装置内部の保護カバーを取った状態の薬剤吐出装置の斜視図である。
装置の基本的な構成は実施形態5(図15)と同じであり、加圧手段としては、可動ゴム栓34を加圧するピストン軸53とピストン軸を駆動するためのモータ45を採用した。
可動ゴム栓34を加圧するのは、リニアモーションベアリング(軸受)54にて直進性を安定させ、低摩擦荷重で移動するようにガイドされているピストン軸53である。ピストン軸53には保持板50に保持された荷重センサ51が接続されている。保持板50は、ガイドシャフト52によって固定されている。リードスクリュウ49と保持板50に設けたスクリュウとが噛み合い、リードスクリュウ49の回転をピストン軸53の直進運動に変換させている。リードスクリュウ49の回転駆動力は、駆動モータ45によって発生させる。すでに説明したように、荷重センサ51により任意の圧力で加圧することが可能となり、吐出期間中に一定の圧力で加圧することも可能となる。
また、荷重センサを有しない構成においても加圧を調整することが可能である。それは、駆動モータとして直流モータを使用すればよく、一般的に知られている駆動モータの発生トルクと駆動電流が比例関係にある特性を利用して、ゴム栓にかかる加圧値を可変にできる。モータの駆動電流からゴム栓に圧力の負荷がかかっていない一定である無負荷状態の駆動電流を引けば、ゴム栓にかかる圧力で発生する駆動電流が求められる。つまり、定電流駆動において駆動電流を可変にすれば、ゴム栓の加圧を可変にできることになる。
読み取り手段90は、目盛りが振られたリニアスケール91と、保持板50に固定されたフォトセンサ92からなる。フォトセンサ92は、ゴム栓34が移動し、ピストン軸53が移動すれば、保持板50と共にスラスト方向に移動する。フォトセンサ92は、透過型のフォトインタラプタもしくは、反射型のフォトリフレクタが好ましい。どちらのタイプも発光素子としての発光ダイオードと受光素子としてのフォトトランジスタが一つのケースに組み込まれている。透過型の場合は、発光素子と受光素子が対向して配置されており、目盛りが印刷された透明体のリニアスケール91を発光素子と受光素子の間を通るように配置すれば良い。反射型の場合は、発光素子と受光素子は、同一面側からある角度を有して、リニアスケール面の同一点を向いているのでリニアスケール面との隙間を発光素子と受光素子の光軸が一致する距離としなければならない。また、外乱光の影響も受けやすいので使用するフォトセンサに適した隙間に配置している。
フォトセンサ92の投受光部面は、リニアスケール91上に印刷された目盛りを読むことによってピストン軸53の移動量を読み取ることが可能となる。ピストン軸53は、可動ゴム栓34と連結されているのでピストン軸53の移動量は、すなわち、ゴム栓34の移動量となる。ここで本実施形態の技術思想を考えれば、ゴム栓の移動量と一対一に対応しているものの移動量を検出すれば、それは間接的にゴム栓の移動量を検出していることになるので、本発明に含まれる。ピストン軸53の移動ではなく、モータ45の回転量として捉える方法として、回転軸上にロータリエンコーダを配置する方式でも同様の目的が達成される。もちろん、ゴム栓34の移動量を直接測定するのでも良い。
吸入装置の使用例のフローは、基本的には図9と同様である。ただし、図9においては設定された吐出期間が経過したら吐出を終了していたが(S019)、本実施形態では、予め設定していた量だけゴム栓34が移動したら吐出を終了する。したがって、吐出性能が落ちてくれば、毎回同じ量の薬剤を吐出するために、例えば長い期間吐出を続けなければならないことになる。そうなると、処方箋などにより予め設定された投与すべき薬剤の量を吐出し終わる前に、利用者の吸入が終了してしまう可能性が高くなる。
(実施形態8)
そこで、第8の実施形態では、実施形態7に示した薬剤吐出装置において、吐出ヘッド8の吐出性能が予め設定した閾値を下回った場合、より早く所定量の薬剤の吐出が完了できるように、吐出ヘッドの駆動条件を変化させる。
吐出ヘッド8の吐出性能を測る指標としては、以下の二つが挙げられる。第一に、吐出を開始してからゴム栓34が移動を開始するまでの時間である。ガラス容器33とゴム栓34が決まれば、その最大静止摩擦力は既知である。よって、未使用の吐出ヘッド8によってある駆動条件で吐出を始めた場合の、ゴム栓が移動を開始するまでの時間は予め求まる。その時間を以下T1とする。
しかし、実際のゴム栓34が動き出すまでの時間Tが、T1よりも2倍なかがったとすると、吐出ヘッドの吐出性能は未使用時の50%となっており、同じ駆動条件で吐出をすると2倍の時間がかかる。そこで、T=x×T1(xは1以上の任意の数値)であった場合、すなわち、予め定めた時間より長い場合、単位時間あたりの吐出量を増加させるように駆動条件を変化させる。
第二に、ゴム栓34の移動速度Vである。これは、リニアスケール80とフォトセンサ81で容易に測定可能である。そこで、未使用の吐出ヘッドを使用した場合のゴム栓34の移動速度をV1とすると、V=x×V1(xは1以上の任意の数値)出会って場合、すなわち、予め定めた速度より小さい場合、単位時間あたりの吐出量を増加させるように駆動条件を変化させる。
単位時間あたりの吐出量を増加させるには、以下のようにすればよい。まず、吐出周波数を上げることで吐出量を増加させることができる。また、パルス幅や駆動電圧を上げても良い。単位時間当たりの吐出量の増減は、これらの吐出駆動条件単独の変更でも複数の組み合わせでも可能であり、利用者の吸入方法に適した補正方法を選べばよい。
吐出の終了は実施形態7と同様にゴム栓34の移動量によって判定する。
本発明の薬剤吐出装置は、薬剤吸入用の他に種々の用途に用いられ得る。例えば、芳香剤などの噴霧状吐出装置、ニコチンなどの嗜好品の吸入装置、などにも使用することができる。この様に、本発明の薬剤吐出装置は、確実で衛生的な吐出を必要とする種々の用途に適用可能である。
本発明の薬剤吐出装置の概念的な構成を表す図である。 本発明の薬剤吐出装置の加圧手段を用いた場合(b)と、用いない場合(a)における、栓2bにかかる力を、容器及び栓の断面図に模式的に示した図である。 本発明の薬剤吐出装置の一例で、利用者に薬剤を吸入させる吸入器の外観を示す斜視図である。 図3の吸入器においてアクセスカバー18が開いた状態を図示したものである。 吐出ヘッド部1と薬剤タンク2が連結される前の状態を示した斜視図である。 吐出ヘッド部1と薬剤タンク2が吸入器内で連結された状態において、吐出ヘッド部1と薬剤タンク2の部分のみを抜き出した斜視図である。 図6の連結された状態の主断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 実施形態1における吸入装置の使用例を示したフローチャートである。 実施形態1において、薬剤の吐出時に可動ゴム栓34に加える圧力の経時変化の一例である。 図10の条件で加圧を行った場合の、薬剤タンク内の圧力変化を示したグラフである。 本発明の第2の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 本発明の第4の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 本発明の第5の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 本発明の第6の実施形態に係る薬剤吐出装置の模式断面図である。 本発明の第7の実施形態に係る薬剤吐出装置の構成を概念的に示した模式図である。 実施形態7による薬剤吐出装置の模式断面図である。 実施形態7の読取手段が見えるように装置内部の保護カバーを取った状態の薬剤吐出装置の斜視図である。
符号の説明
1 薬剤吐出部
1a 吐出口
1b 吐出エネルギー発生素子
2 薬剤収容部
2a 容器
2b 栓
3 加圧手段
4 薬剤供給口
5 可動壁
6 気流路
8 吐出ヘッド
21 エアーコンプレッサ
22 レギュレータ
23 圧力センサ
24 エアーチューブ
25 制御基板
26 加圧エアジョイント
27 エアー供給管
33 ガラス容器
34 可動ゴム栓
41 電動シリンダ
42 電磁弁
43 可撓性容器
44 密閉箱
45 駆動モータ
51 荷重センサ
53 ピストン軸
77 スリップクラッチ
90 読取手段
91 リニアスケール
92 フォトセンサ

Claims (6)

  1. 吐出口と、薬剤を前記吐出口から吐出するためのエネルギーを発生させる素子とを有する薬剤吐出部と、
    前記薬剤吐出部と連結し、前記薬剤を収容する薬剤収容部と、を有し、前記薬剤を吐出する薬剤吐出装置であって、
    前記薬剤収容部は、前記吐出口以外では外気から遮断されており、前記吐出口からの前記薬剤の吐出により生じる前記薬剤収容部の内部と外部との圧力差によって、前記薬剤収容部の容積が減少するように変位する可動壁を有し、
    前記圧力差を減少させるため、前記可動壁を加圧する加圧手段を有することを特徴とする薬剤吐出装置。
  2. 前記加圧手段によって前記可動壁に加えられる圧力を測定するためのセンサを有し、
    該センサにより測定される値に応じて前記加圧手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の薬剤吐出装置。
  3. 前記加圧手段は、
    前記可動壁に接続され、前記可動壁に加える圧力を発生させるエアーコンプレッサ又は電動シリンダと、
    前記可動壁と前記エアーコンプレッサ又は電動シリンダとの間に、前記可動壁に供給される空気の流量を調節するバルブとを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の薬剤吐出装置。
  4. 前記加圧手段は、
    前記可動壁を加圧するピストン軸及び該ピストン軸の動かすためのモータと、
    前記ピストン軸と前記モータとの間に設けられたスリップクラッチとを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の薬剤吐出装置。
  5. 吐出された前記薬剤の量に対応する前記可動壁の移動量を読み取る読取手段を有し、
    該読取手段から得られた読取結果が、投与すべき薬剤の量に相当する値に達した場合、前記薬剤吐出部の駆動を停止することを特徴とする請求項1乃至4に記載の薬剤吐出装置。
  6. 前記薬剤吐出部の駆動を制御する制御手段は、吐出を開始してから前記可動壁が変位を開始するまでの時間が予め定めた時間より長い場合、又は、前記可動壁の移動速度があらかじめ定めた速度より小さい場合に、単位時間当たりの吐出量を増加させるように前記薬剤吐出部の駆動条件を変化させることを特徴とする請求項5に記載の薬剤吐出装置。
JP2007298173A 2007-11-16 2007-11-16 薬剤吐出装置 Expired - Fee Related JP5252890B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007298173A JP5252890B2 (ja) 2007-11-16 2007-11-16 薬剤吐出装置
AU2008321952A AU2008321952A1 (en) 2007-11-16 2008-11-04 Medicine ejection device and controlling method thereof
EP08849642A EP2211953A1 (en) 2007-11-16 2008-11-04 Medicine ejection device and controlling method thereof
US12/675,337 US8720434B2 (en) 2007-11-16 2008-11-04 Medicine ejection device and controlling method thereof
CN2008801156005A CN101854971B (zh) 2007-11-16 2008-11-04 药物喷射装置及其控制方法
PCT/JP2008/070368 WO2009063814A1 (en) 2007-11-16 2008-11-04 Medicine ejection device and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007298173A JP5252890B2 (ja) 2007-11-16 2007-11-16 薬剤吐出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009119127A true JP2009119127A (ja) 2009-06-04
JP5252890B2 JP5252890B2 (ja) 2013-07-31

Family

ID=40638664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007298173A Expired - Fee Related JP5252890B2 (ja) 2007-11-16 2007-11-16 薬剤吐出装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8720434B2 (ja)
EP (1) EP2211953A1 (ja)
JP (1) JP5252890B2 (ja)
CN (1) CN101854971B (ja)
AU (1) AU2008321952A1 (ja)
WO (1) WO2009063814A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013510627A (ja) * 2009-11-11 2013-03-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 薬配送装置および方法
CN103338664A (zh) * 2010-12-24 2013-10-02 菲利普莫里斯生产公司 具有用于处理液体基质消耗的装置的气雾剂产生系统
JP2022505636A (ja) * 2018-10-23 2022-01-14 アクティバックス,インク. 鼻腔内圧力薬物送達デバイス

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5383097B2 (ja) * 2008-01-25 2014-01-08 キヤノン株式会社 薬剤吐出装置及びその制御方法
MX2012000748A (es) * 2009-07-17 2012-04-19 Nektar Therapeutics Sistemas y metodos para nebulizadores sellados polarizados negativamente.
GB2502055A (en) 2012-05-14 2013-11-20 Nicoventures Holdings Ltd Modular electronic smoking device
GB2507103A (en) 2012-10-19 2014-04-23 Nicoventures Holdings Ltd Electronic inhalation device
GB2507104A (en) 2012-10-19 2014-04-23 Nicoventures Holdings Ltd Electronic inhalation device
GB2540135B (en) 2015-07-01 2021-03-03 Nicoventures Holdings Ltd Electronic aerosol provision system
US10799660B2 (en) * 2015-09-15 2020-10-13 Peter Daniel Klurfeld Wearable multifunctional inhaler, vaporizer watch
ES2919125T3 (es) 2015-10-30 2022-07-22 Johnson & Johnson Consumer Inc Dispositivo de nebulización de aerosoles aséptico de dosis unitaria
IL258641B (en) 2015-10-30 2022-09-01 Johnson & Johnson Consumer Inc Install an uncontaminated spray misting device
KR102678412B1 (ko) 2015-10-30 2024-06-27 존슨 앤드 존슨 컨수머 인코포레이티드 무균 에어로졸 미스팅 장치
MA54688A (fr) * 2015-10-30 2021-11-17 Johnson & Johnson Consumer Inc Nébuliseur d'aérosol aseptique
US9961940B2 (en) * 2016-01-22 2018-05-08 Funai Electric Co., Ltd. Vaporizing assembly and vapor generating device
US10130122B2 (en) * 2016-10-28 2018-11-20 Funai Electric Co., Ltd. Supply item for vapor generating device
CN108721741A (zh) * 2018-06-08 2018-11-02 天卓睿丰医疗器械(北京)有限公司 一种雾化控制系统
CN111905205B (zh) * 2020-07-13 2022-07-08 四川省人民医院 吸入力度可调式吸入剂装置
CN111956918B (zh) * 2020-07-13 2022-07-08 四川省人民医院 利于吸入剂进入肺部深处的吸入剂装置
CN111956919B (zh) * 2020-07-13 2022-08-16 四川省人民医院 一种用于吸入剂装置的可监控吸入量的吸入装置
WO2023006368A1 (en) 2021-07-27 2023-02-02 Jt International Sa Inhalation device with at least one liquid jet device
CN113679903B (zh) * 2021-09-08 2024-05-07 江苏德尔福医疗器械有限公司 药液输送装置、药液输送控制系统、药液输送控制方法
CN114918837B (zh) * 2022-06-30 2024-04-09 江苏大学 一种基于温度交变的空化水喷丸装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05201018A (ja) * 1992-01-30 1993-08-10 Canon Inc インク容器、該容器を用いた記録ヘッドユニット及びこれを搭載する記録装置
JP2007077848A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 World Engineering System:Kk シリンジポンプ
JP2007075259A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Canon Inc 液剤吐出装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2933327A1 (de) 1979-08-17 1981-03-26 Bayer Ag, 51373 Leverkusen Verfahren und einrichtung zum herstellen eines massiv- oder schaumstoff bildenden fliessfaehigen reaktionsgemisches
GB9026191D0 (en) * 1990-12-01 1991-01-16 Harris Pharma Ltd Breath actuated dispensing device
ATE289523T1 (de) 1998-10-29 2005-03-15 Medtronic Minimed Inc Kompaktes pumpenantriebssystem
JP4136741B2 (ja) 2003-03-19 2008-08-20 キヤノン株式会社 薬剤吐出装置
JP4079426B2 (ja) 2003-03-28 2008-04-23 キヤノン株式会社 薬剤吐出装置
CN100569310C (zh) 2004-08-02 2009-12-16 佳能株式会社 吸入设备
WO2006078817A2 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Medrad, Inc. Injectors, injector systems and methods for injecting fluids
JP5602360B2 (ja) 2008-01-25 2014-10-08 キヤノン株式会社 薬剤吐出装置及び該装置の吐出性能の把握方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05201018A (ja) * 1992-01-30 1993-08-10 Canon Inc インク容器、該容器を用いた記録ヘッドユニット及びこれを搭載する記録装置
JP2007077848A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 World Engineering System:Kk シリンジポンプ
JP2007075259A (ja) * 2005-09-13 2007-03-29 Canon Inc 液剤吐出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013510627A (ja) * 2009-11-11 2013-03-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 薬配送装置および方法
CN103338664A (zh) * 2010-12-24 2013-10-02 菲利普莫里斯生产公司 具有用于处理液体基质消耗的装置的气雾剂产生系统
US9763476B2 (en) 2010-12-24 2017-09-19 Philip Morris Products S.A. Aerosol generating system having means for handling consumption of a liquid subtrate
JP2022505636A (ja) * 2018-10-23 2022-01-14 アクティバックス,インク. 鼻腔内圧力薬物送達デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
US8720434B2 (en) 2014-05-13
JP5252890B2 (ja) 2013-07-31
CN101854971B (zh) 2012-11-07
WO2009063814A1 (en) 2009-05-22
AU2008321952A1 (en) 2009-05-22
EP2211953A1 (en) 2010-08-04
US20100206307A1 (en) 2010-08-19
CN101854971A (zh) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5252890B2 (ja) 薬剤吐出装置
JP5602360B2 (ja) 薬剤吐出装置及び該装置の吐出性能の把握方法
JP5383097B2 (ja) 薬剤吐出装置及びその制御方法
JP5207679B2 (ja) 薬剤吐出装置
JP3886999B2 (ja) 薬剤ディスペンサー
JP4789555B2 (ja) 液剤吐出装置
JP2009195669A (ja) 薬剤吐出装置及びその制御方法
US8616199B2 (en) Inhaler and ejection head unit attachable to the inhaler
JP5558685B2 (ja) 吸入装置
US20090283094A1 (en) Medicine ejection device
JP2005218865A (ja) 微小調量装置
JP5247165B2 (ja) 吐出ヘッドユニット
JP5264230B2 (ja) 薬剤吐出装置及びその制御方法
WO2008010425A1 (en) Medicine ejection device
JP2004350985A (ja) 肺吸引用液滴吐出装置
JP2006280685A (ja) 液滴吐出装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100201

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100630

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120710

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120907

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130319

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130416

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees