▶ ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガンの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024160380
(43)【公開日】2024-11-13
(54)【発明の名称】ガス送達デバイス
(51)【国際特許分類】
A61M 16/10 20060101AFI20241106BHJP
【ＦＩ】
A61M16/10 Z
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024141018
(22)【出願日】2024-08-22
(62)【分割の表示】P 2023207773の分割
【原出願日】2019-09-27
(31)【優先権主張番号】62/737,484
(32)【優先日】2018-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】507238218
【氏名又は名称】ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100117019
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100141977
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 勝
(74)【代理人】
【識別番号】100138210
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 達則
(74)【代理人】
【識別番号】100166165
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 英直
(72)【発明者】
【氏名】ゲーゲリー ロートナー
(72)【発明者】
【氏名】ブレイク ストリンガー
(72)【発明者】
【氏名】エリザベス ジェイ．ブリスボワ
(72)【発明者】
【氏名】マーク イー．マイヤーホフ
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン ピー．シュウェンデマン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】感染症を制御し、バイオフィルム形成を予防し、かつ炎症及び線維症を最小化するために使用される、ガス送達デバイスを提供する。
【解決手段】ＮＯ生成システムの各例は、固体状光感性ＮＯドナー、及び、ＮＯガスを生成させるために固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露するために機能可能に配置された光源を含む。
【選択図】図１Ａ－Ｃ
【解決手段】ＮＯ生成システムの各例は、固体状光感性ＮＯドナー、及び、ＮＯガスを生成させるために固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露するために機能可能に配置された光源を含む。
【選択図】図１Ａ－Ｃ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、
前記基材の表面上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置されたＮＯ透過性かつ光透過性膜
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ＮＯガスを含む出力ガスを形成させるために前記チャンバーに機能可能に接続された吸気性ガス導管、ならびに
前記出力ガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管
を含む、前記ガス送達デバイス。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、
前記基材の表面上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置されたＮＯ透過性かつ光透過性膜
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ＮＯガスを含む出力ガスを形成させるために前記チャンバーに機能可能に接続された吸気性ガス導管、ならびに
前記出力ガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管
を含む、前記ガス送達デバイス。
【請求項2】
前記ＮＯ透過性かつ光透過性膜が、ポリカーボネートを含むナノポーラス膜又はマイクロポーラス膜である、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項3】
前記固体状光感性ＮＯドナーが光感性Ｓ－ニトロソチオールである、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項4】
前記光感性Ｓ－ニトロソチオールが、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチル－ペニシラミン結晶、Ｓ－ニトロソグルタチオン結晶、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項３に記載のガス送達デバイス。
【請求項5】
前記固体状光感性ＮＯドナーが、感圧性粘着剤により前記基材上に固定化されている、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項6】
前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベルをモニターするために前記出力ガスストリームと接触するセンサー、ならびに
前記センサー及び前記光源に機能可能に接続されたコントローラーであって、前記センサーからの前記一酸化窒素レベルに応答して前記光源のパラメータを調整するための、前記コントローラー
をさらに含む、請求項１に記載のガス送達デバイス。
前記センサー及び前記光源に機能可能に接続されたコントローラーであって、前記センサーからの前記一酸化窒素レベルに応答して前記光源のパラメータを調整するための、前記コントローラー
をさらに含む、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項7】
前記出口導管に機能可能に接続された送達導管、及び
送達導管に機能可能に接続された吸入ユニット
をさらに含む、請求項１に記載のガス送達デバイス。
送達導管に機能可能に接続された吸入ユニット
をさらに含む、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項8】
前記出力ガスストリームが前記吸入ユニットに送達される前に前記出力ガスストリームを受け入れるために前記送達導管中に配置された二酸化窒素フィルターをさらに含む、請求項７に記載のガス送達デバイス。
【請求項9】
前記固体状光感性ＮＯドナー及び前記ＮＯ透過性かつ光透過性膜が前記基材の第１の表面上に配置されており、
前記ＮＯカートリッジが、
前記基材の第２の表面上に固定化された第２の固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記第２の固体状光感性ＮＯドナー上に配置された第２のＮＯ透過性かつ光透過性膜
をさらに含み、かつ
前記ＮＯ生成システムが、前記第２の固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露して追加のＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された第２の光源をさらに含む、
請求項１に記載のガス送達デバイス。
前記ＮＯカートリッジが、
前記基材の第２の表面上に固定化された第２の固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記第２の固体状光感性ＮＯドナー上に配置された第２のＮＯ透過性かつ光透過性膜
をさらに含み、かつ
前記ＮＯ生成システムが、前記第２の固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露して追加のＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された第２の光源をさらに含む、
請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項10】
前記光源からの前記光が、前記固体状光感性ＮＯドナーの光分解を開始させるためのものである、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項11】
前記光源が、約３００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内の表示波長を有する、請求項１０に記載のガス送達デバイス。
【請求項12】
前記出力ガス中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項13】
前記固体状光感性ＮＯドナーが、前記基材上に形成されたキャビティ中に固定化されている、請求項１に記載のガス送達デバイス。
【請求項14】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
光透過性基材、
前記光透過性基材の表面上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置されたポーラス膜
を含む、前記ＮＯカートリッジ、
前記光透過性基材を通じて前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ＮＯガスを含む出力ガスを形成させるために前記チャンバーに機能可能に接続された吸気性ガス導管、ならびに
前記出力ガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管
を含む、前記ガス送達デバイス。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
光透過性基材、
前記光透過性基材の表面上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー、及び
前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置されたポーラス膜
を含む、前記ＮＯカートリッジ、
前記光透過性基材を通じて前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ＮＯガスを含む出力ガスを形成させるために前記チャンバーに機能可能に接続された吸気性ガス導管、ならびに
前記出力ガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管
を含む、前記ガス送達デバイス。
【請求項15】
前記出力ガス中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項１４に記載のガス送達デバイス。
【請求項16】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
真空環境、
前記真空環境内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、ならびに
前記ＮＯガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ガス送達デバイスの出力ガスストリームを形成させるための、前記出口導管に機能可能に接続された吸気性ガス導管
を含む、前記ガス送達システム。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
真空環境、
前記真空環境内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、ならびに
前記ＮＯガスのストリームを前記ＮＯ生成システムから輸送するための出口導管、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ガス送達デバイスの出力ガスストリームを形成させるための、前記出口導管に機能可能に接続された吸気性ガス導管
を含む、前記ガス送達システム。
【請求項17】
前記固体状光感性ＮＯドナーが、粘着剤を用いて前記基材上に固定化されており、かつ、前記ＮＯカートリッジが、前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置された膜をさらに含み、前記膜がＮＯ透過性かつ前記光に対して透過性である、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項18】
前記膜がナノポーラス又はマイクロポーラスである、請求項１７に記載のガス送達デバイス。
【請求項19】
前記膜がポリカーボネート膜である、請求項１８に記載のガス送達デバイス。
【請求項20】
前記固体状光感性ＮＯドナーが、前記基材上に形成されたキャビティ中に固定化されている、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項21】
前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベルをモニターするために前記出力ガスストリームと接触するセンサー、ならびに
前記センサー及び前記光源に機能可能に接続されたコントローラーであって、前記センサーからの前記一酸化窒素レベルに応答して前記光源のパラメータを調整するための、前記コントローラー
をさらに含む、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
前記センサー及び前記光源に機能可能に接続されたコントローラーであって、前記センサーからの前記一酸化窒素レベルに応答して前記光源のパラメータを調整するための、前記コントローラー
をさらに含む、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項22】
前記出口導管及び前記吸気性ガス導管に機能可能に接続された送達導管、ならびに
前記送達導管に機能可能に接続された吸入ユニット
をさらに含む、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
前記送達導管に機能可能に接続された吸入ユニット
をさらに含む、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項23】
前記出力ガスストリームが前記吸入ユニットに送達される前に前記出力ガスストリームを受け入れるために前記送達導管中に配置された二酸化窒素フィルターをさらに含む、請求項２２に記載のガス送達デバイス。
【請求項24】
前記固体状光感性ＮＯドナーが光感性Ｓ－ニトロソチオールである、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項25】
前記光感性Ｓ－ニトロソチオールが、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチル－ペニシラミン結晶、Ｓ－ニトロソグルタチオン結晶、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項２４に記載のガス送達デバイス。
【請求項26】
前記固体状光感性ＮＯドナーが前記基材中に固定化されており、かつ、前記基材がシリコーンゴムである、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項27】
前記出力ガスストリーム中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項１６に記載のガス送達デバイス。
【請求項28】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
窒素ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
窒素ガス及びＮＯガスのストリームを前記チャンバーから輸送するための出口導管、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ガス送達デバイスの出力ガスストリームを形成させるための、前記出口導管に機能可能に接続された吸気性ガス導管
を含む、前記ガス送達システム。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
窒素ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
窒素ガス及びＮＯガスのストリームを前記チャンバーから輸送するための出口導管、ならびに
酸素含有ガスを導入し、かつ前記ガス送達デバイスの出力ガスストリームを形成させるための、前記出口導管に機能可能に接続された吸気性ガス導管
を含む、前記ガス送達システム。
【請求項29】
前記チャンバーが真空チャンバーである、請求項２８に記載のガス送達デバイス。
【請求項30】
前記出力ガスストリーム中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項２８に記載のガス送達デバイス。
【請求項31】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
酸素含有ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
少なくとも前記酸素含有ガス及び前記ＮＯガスのストリームを前記チャンバーから送達導管に輸送するための出口導管、ならびに
前記ストリームが前記送達導管に送達される前に前記ストリームを受け入れるために配置された二酸化窒素フィルター
を含む、前記ガス送達システム。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
基材、及び
前記基材上又は中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、前記ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源
を含む、前記ＮＯ生成システム、
酸素含有ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
少なくとも前記酸素含有ガス及び前記ＮＯガスのストリームを前記チャンバーから送達導管に輸送するための出口導管、ならびに
前記ストリームが前記送達導管に送達される前に前記ストリームを受け入れるために配置された二酸化窒素フィルター
を含む、前記ガス送達システム。
【請求項32】
前記ストリーム中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項３１に記載のガス送達デバイス。
【請求項33】
光を固体状光感性ＮＯドナーに選択的に適用することにより一酸化窒素ガスを生成させること、
前記一酸化窒素ガスを酸素含有ガスと混合して出力ガスストリームを形成させること、ならびに
少なくとも吸入ユニットへの送達の前に前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベル及び二酸化窒素レベルをモニターすること
を含む、方法。
前記一酸化窒素ガスを酸素含有ガスと混合して出力ガスストリームを形成させること、ならびに
少なくとも吸入ユニットへの送達の前に前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベル及び二酸化窒素レベルをモニターすること
を含む、方法。
【請求項34】
前記固体状光感性ＮＯドナーが基材上又は中に固定化されており、かつ、前記方法が、真空チャンバー中で前記一酸化窒素ガスを生成させることをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記固体状光感性ＮＯドナーが基材上又は中に固定化されており、かつ、前記方法が、前記酸素含有ガスとの前記混合の前に窒素ガスを用いて前記一酸化窒素ガスをスイープすることをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項36】
前記送達の前に二酸化窒素フィルターを通じて前記出力ガスストリームを伝達することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項37】
前記固体状光感性ＮＯドナーが基材上に固定化されており、かつ、ＮＯ透過性かつ光透過性膜が前記固体状光感性ＮＯドナー上に配置されており、かつ、前記酸素含有ガスが空気である、請求項３３に記載の方法。
【請求項38】
前記固体状光感性ＮＯドナーが光透過性基材の表面上に固定化されており、かつ
前記光が前記光透過性基材を通じて選択的に適用される、
請求項３３に記載の方法。
前記光が前記光透過性基材を通じて選択的に適用される、
請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月２７日に出願された米国仮出願第６２／７３７，４８４号の利益を主張し、該仮出願の内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年９月２７日に出願された米国仮出願第６２／７３７，４８４号の利益を主張し、該仮出願の内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
連邦政府により支援された研究又は開発に関する声明
本発明は、ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ（ＮＩＨ）により授与されたＥＢ０２４０３８及びＨＬ１２７９８１の下の政府の支援と共に為された。政府は本発明においてある特定の権利を有する。
本発明は、ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ（ＮＩＨ）により授与されたＥＢ０２４０３８及びＨＬ１２７９８１の下の政府の支援と共に為された。政府は本発明においてある特定の権利を有する。
【背景技術】
【0003】
一酸化窒素（ＮＯ）は、その独特の血管拡張特性、創傷治癒特性、血管新生促進特性、抗がん効力、抗血小板活性、及び抗微生物／抗ウイルス活性を含む、いくつかの重要な生理学的機能を有することが示されている内因性ガス分子である。一部の事例において、ＮＯは、感染症を制御し、バイオフィルム形成を予防し、かつ炎症及び線維症を最小化するために使用され得る。
【0004】
吸入療法におけるＮＯの使用もまた研究されている。吸入される一酸化窒素は、肺不全を治療するために使用されており、肺血管拡張を増強し、かつ肺血管抵抗性を低下させることが示されている。吸入される一酸化窒素はまた、低酸素性呼吸不全を有する新生児を治療するために使用されており、酸素投与を向上させ、かつ体外膜酸素療法の必要性を低減することが示されている。吸入される一酸化窒素の使用は、肺移植の間、肺高血圧症の治療のため、吸入される消毒剤としてなど、他の領域においても有益であることが判明し得る。
【発明の概要】
【0005】
本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかとなり、これらにおいて同様の参照数字は、同一でないかもしれないが、類似した構成要素に対応する。簡潔性のために、以前に記載された機能を有する参照数字又は特徴は、それらが登場する他の図面との繋がりで記載されることもあるし、記載されないこともある。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1D-F】図１Ａ～１Ｅは、本明細書に開示される一酸化窒素（ＮＯ）カートリッジの異なる例の概略的な断面図である。図１Ｆは、図１Ｄ及び図１Ｅに示される一酸化窒素（ＮＯ）カートリッジの１つの例の概略的な上面図である。
【図9A-B】図９Ａ及び図９Ｂは、（ａ）３８５ｎｍ、（ｂ）４７０ｎｍ、及び（ｃ）５６５ｎｍの発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を使用した、３ｍｍの直径の１３重量％ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）－Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチル－ペニシラミン（ＳＮＡＰ）ドーピングフィルムからの９Ａ）気相ＮＯレベルの速度論及び９Ｂ）累積ＮＯ放出を示すグラフである（曲線は平均値を示し、エラーバーは３つの並列測定の平均の標準誤差に対応する）。
【図10A-B】図１０Ａ及び図１０Ｂは、（ａ）３８５ｎｍ、（ｂ）４７０ｎｍ、及び（ｃ）５６５ｎｍのＬＥＤ光源を使用した、３ｍｍの直径の１３重量％ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）－Ｓ－ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）ドーピングフィルムからの１０Ａ）気相ＮＯレベルの速度論及び１０Ｂ）累積ＮＯ放出を示すグラフである（曲線は平均値を示し、エラーバーは３つの並列測定の平均の標準誤差に対応する）。
【図11A-B】図１１Ａ及び図１１Ｂは、（ａ）３８５ｎｍ、（ｂ）４７０ｎｍ、及び（ｃ）５６５ｎｍのＬＥＤ光源を使用した、１０００ｐｐｂの標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の１１Ａ）送達されたガスストリーム中のＮＯレベル（太線）及び累積ＮＯ放出（細線）の両方ならびに１１Ｂ）パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示すグラフである。
【図12A-B】図１２Ａ及び図１２Ｂは、３８５ｎｍのＬＥＤ光源を使用した、１０００ｐｐｂ、２５００ｐｐｂ、及び５０００ｐｐｂの標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の１２Ａ）送達されたガスストリーム中のＮＯレベル（太線）及び累積ＮＯ放出（細線）の両方ならびに１２Ｂ）パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示すグラフである。
【図13A-B】図１３Ａ及び図１３Ｂは、３８５ｎｍのＬＥＤ光源を使用した、５００ｐｐｂ、１０００ｐｐｂ、１５００ｐｐｂ、２０００ｐｐｂ、２５００ｐｐｂ、及び５０００ｐｐｂに段階的に変化させ、次に逆方向に戻した標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の１３Ａ）送達されたガスストリーム中のＮＯレベル及び１３Ｂ）パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示すグラフである。
【図14】図１４は、３８５ｎｍのＬＥＤ光源を使用した、２５００ｐｐｂの標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の、窒素受容者ガスの流速の乱れに対するシステム応答を示すグラフであり、上のグラフは、送達されたガスストリーム中のＮＯレベルを示し、中央のグラフは窒素流速における変化を示し、下のグラフは、パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示す。
【図15A-B】図１５Ａ及び図１５Ｂは、３８５ｎｍのＬＥＤ光源及び異なる受容者ガス、すなわち窒素ガス（Ｎ2）又は空気を使用した、１０００ｐｐｂの標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の１５Ａ）送達されたガスストリーム中のＮＯレベル（太線）及び累積ＮＯ放出（細線）の両方ならびに１５Ｂ）パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示すグラフである。
【図16A-B】図１６Ａ及び図１６Ｂは、３８５ｎｍのＬＥＤ光源、及び、８０％のＯ2ストリーム中の生成されたＮＯガスを送達するためにその後に酸素と混合した窒素受容者ガスストリームを使用した、２５００ｐｐｂの標的ＮＯレベルを用いた６ｍｍの直径のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰドーピングフィルムからのフィードバック制御ＮＯ放出の間の１６Ａ）送達されたガスストリーム中のＮＯレベル及び累積ＮＯ放出の両方ならびに１６Ｂ）パルス幅変調ＬＥＤ強度についてのＰＷＭデューティサイクルを示すグラフである（ＮＯ濃度はガス混合後に測定した）。
【図17A-C】図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃは、１７Ａ）窒素中、１７Ｂ）コンディショニングされたシリカゲルＮＯ2スクラッバーを用いた窒素中、及び１７Ｃ）コンディショニングされたシリカゲルＮＯ2スクラッバーを用いた空気中の、ＰＤＭＳ－ＧＳＮＯドーピングフィルムからのＮＯ及びＮＯ2放出を描写するグラフである。
【図18A-B】図１８Ａ～１８Ｄは、（例えば、図１Ａに示されるような）マイクロポーラスＧＳＮＯカートリッジを使用した、４Ｌ／分の空気流速でのＮＯ吸入デバイスからのＮＯ及びＮＯ2放出を描写するグラフである。
【図18C-D】図１８Ａ～１８Ｄは、（例えば、図１Ａに示されるような）マイクロポーラスＧＳＮＯカートリッジを使用した、４Ｌ／分の空気流速でのＮＯ吸入デバイスからのＮＯ及びＮＯ2放出を描写するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0007】
ガス送達デバイスのいくつかの例が本明細書に開示される。例示的なデバイスにおいて、一酸化窒素（ＮＯ）ガスは、特定の波長の光に対して感受性の固相一酸化窒素ドナーからオンデマンドで光分解により生成される。固相一酸化窒素ドナーは、光への光暴露に応答してインサイチューでＮＯガスを生成させることができる。これらのＮＯドナー分子からのインサイチューのＮＯガス生成は、一酸化窒素タンク（すなわち、圧縮ガスシリンダー中のＮＯ）の必要性を排除し、これはデバイスを単純化し、デバイスのコストを低減する。本明細書に開示されるガス送達デバイスの一部の例は、いかなるガスタンクも含まず、そのため、携帯式吸入デバイスとして構成され得る。本明細書に開示されるガス送達デバイスの他の例は少なくとも窒素ガスタンクを含み、これによりこれらの例は、携帯性はより低くなるが、例えば病院での状況において、非常に好適となる。
【0008】
さらに、本明細書に開示される例示的なガス送達デバイスを用いることで、固相一酸化窒素ドナーに適用される光のパルス長及び／又は強度を変動させることにより、生成されるＮＯの量を精密に制御することができる。これにより、特定の応用において所望される効果を得るために好適な量のＮＯが生成されることが可能となる。１つの例として、安定した治療用量（例えば、約１００ｐｐｂｖ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ ｂｙ ｖｏｌｕｍｅ；体積十億分率）～約１００ｐｐｍｖ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ ｂｙ ｖｏｌｕｍｅ；体積百万分率））のＮＯが吸入一酸化窒素治療のために生成され得る。出力ガスストリーム中のＮＯの濃度はまた、少なくとも部分的に、利用されるガスの流速に依存する。さらに、本明細書に開示される例示的なガス送達デバイスを用いることで、ＮＯ2の量は、閾値レベルより低くなるように制御され得る。例において、出力ガス中のＮＯ2レベルは１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満であり、一部の事例において、０．１ｐｐｍｖ未満である。
【0009】
本明細書に開示される例において、固体形態であり、かつ光感性の一酸化窒素ドナーが使用される。「固体形態」により、ＮＯドナーは液体でも流体でもなく、堅くかつ安定な形状であることが意味される。一部の例において、ＮＯドナーは結晶性又は粉末形態である。「光感性」により、ＮＯドナーは光分解可能、すなわち、特定の１つ又は複数の光の波長に曝露された時に光分解を起こすことができることが意味される。特に、ＮＯドナーは、特定の１つ又は複数の光の波長に曝露された時にＮＯガス分子を放出することができる。固体状光感性ＮＯドナーの例としては光感性Ｓ－ニトロソチオールが挙げられる。光感性Ｓ－ニトロソチオールの一部の特有の例は、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチル－ペニシラミン（ＳＮＡＰ）結晶、Ｓ－ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）結晶、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0010】
本明細書に開示される例において、一酸化窒素を生成させるために使用される特定の１つ又は複数の光の波長は、部分的に、使用されるＮＯドナー及びＮＯ放出の所望される速度に依存してもよい。例において、光の波長は約３００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内である。特定の波長がＮＯ放出の所望される速度より低い速度を結果としてもたらす場合、この欠乏は、より高い光パワー表面密度を使用することにより補償されてもよい。
【0011】
また、本明細書に開示される例において、固相の光感性一酸化窒素ドナーは、基材上又は中に固定化される。「固定化される」により、固体の光感性一酸化窒素ドナーは、粘着剤を使用して基材に取り付けられ得るか、又はポリマーもしくは他の薄フィルムにドーピングもしくは共有結合的に取り付けられ得るか、又は基材上に形成されたキャビティ中に含有され得ることが意味される。
【0012】
ＮＯカートリッジ
【0013】
ガス送達デバイスのいくつかの例が本明細書に開示される。ガス送達デバイスのそれぞれは一酸化窒素生成システムを含み、該システムはそれ自体、ＮＯカートリッジを含む。図１Ａ～１Ｅは、ＮＯカートリッジの５つの異なる例を示す。
【0014】
図１Ａにおいて、ＮＯカートリッジ１０は、基材１２、基材１２の表面Ｓ1上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４、及び固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置されたＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む。
【0015】
この例において、基材１２は、ＮＯドナー１４用の物理的キャリアとして作用する。そのため、ポリマー、紙、ガラス、金属などを含む任意の基材１２が使用されてもよい。一部の例において、基材１２は、一酸化窒素に対して不透過性であってもよく、又は一酸化窒素が基材１２中で低い溶解度を有するように選択されてもよい。これは、基材１２が二酸化窒素（ＮＯ2）生成用のマイクロリアクターとして作用することを防止するために望ましいことがある。
【0016】
固体状光感性ＮＯドナー１４は、本明細書に記載される例のいずれかであってもよい。ＮＯドナー１４は図１Ａにおいて連続的な層として示されているが、ＮＯドナー１４は基材表面Ｓ1にわたって広がった結晶又は粉末粒子であってもよいことが理解されるべきである。
【0017】
この例において、ＮＯドナー１４は、粘着剤１８を使用して基材１２上に固定化されていてもよい。好適な粘着剤１８の例としては、感圧性粘着剤、例えば、単独の又は粘着付与剤（例えば、ロジンエステル）と調合されたエラストマーが挙げられる。エラストマーはアクリル系であり得る。一部の例において、粘着剤１８は、基材１２上に広がった液体又はゲルであってもよい。他の例において、粘着剤１８は、基材１２上に粘着した両面テープであってもよい。
【0018】
ＮＯドナー１４は、任意の好適な技術を使用して粘着剤１８に適用されてもよい。適用時に、ＮＯドナー１４の粘着剤１８への粘着を補助するためにＮＯドナー１４に圧力が適用されてもよい。粘着剤１８は、基材１２の表面領域にわたるＮＯドナー１４の相対的に一貫した分布を可能にする。
【0019】
ＮＯカートリッジ１０のこの例はまた、固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置されたＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む。この例示的な膜１６は、一酸化窒素に対して透過性である。そのため、ＮＯドナー１４から放出されるＮＯは、膜１６のナノポア又はマイクロポアを通過して受容者ガスストリームに入ることができる。この例示的な膜１６はまた、ＮＯドナー１４から一酸化窒素を放出させるために使用される光の波長に対して透過性である。そのため、この例において、望ましい波長の光（図１Ａにおいてｈｖとして示される）が膜１６を通じてＮＯドナー１４に伝達され得る。例として、膜１６は、約３００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内の光の１つ又は複数の波長に対して透過性であってもよい。
【0020】
ＮＯ透過性かつ光透過性膜１６の例としては、ポリカーボネート、例えば、ポリカーボネートトラックエッチ膜が挙げられる。商業的に入手可能なＮＯ透過性かつ光透過性膜１６としては、ＷＨＡＴＭＡＮ（登録商標） ＮＵＣＬＥＰＯＲＥ（商標） Ｔｒａｃｋ－Ｅｔｃｈｅｄ Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）及びＴＲＡＫＥＴＣＨ（登録商標）（Ｓａｂｅｕ）が挙げられる。これらの膜１６は、ナノポーラス（例えば、約１ｎｍから１０００ｎｍ未満の範囲内の直径）又はマイクロポーラス（例えば、約１μｍから１０００μｍ未満の範囲内の直径）であってもよい。
【0021】
ＮＯ透過性かつ光透過性膜１６は、固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置され、かつ粘着剤１８を使用して基材１２に粘着されてもよい。
【0022】
図１Ａには示されないが、ＮＯカートリッジ１０はまた、反対表面Ｓ2に粘着した第２の固体状光感性ＮＯドナー、及び第２の固体状光感性ＮＯドナー上に配置された第２のＮＯ透過性かつ光透過性膜を含んでもよい。この例は、ＮＯがＮＯカートリッジ１０の両側から生成されることを可能にする。この例は図２に示される。
【0023】
ここで図１Ｂを参照すると、ＮＯカートリッジ１０’の別の例は、光透過性基材１２’、光透過性基材１２’の表面Ｓ1上に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４、及び固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置されたポーラス膜１６’を含む。
【0024】
この例において、基材１２’はＮＯドナー１４用の物理的キャリアとして作用し、そしてまた、光ｈｖがＮＯドナー１４に伝達されることを可能にした。そのため、この例において、約３００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内の１つ又は複数の光の波長に対して透過性である任意の基材１２’が使用されてもよい。例示的な光透過性基材１２’は、透過性ポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリエチレンテレフタレートなど）又はガラス材料である。一部の例において、光透過性基材１２’は、一酸化窒素に対して不透過性であってもよく、又は一酸化窒素が基材１２’中で低い溶解度を有するように選択されてもよい。これは、基材１２’が二酸化窒素（ＮＯ2）生成用のマイクロリアクターとして作用することを防止するために望ましいことがある。
【0025】
固体状光感性ＮＯドナー１４は、本明細書に記載される例のいずれかであってもよい。ＮＯドナー１４は図１Ｂにおいて連続的な層として示されているが、ＮＯドナー１４は基材表面Ｓ1にわたって広がった結晶又は粉末粒子であってもよいことが理解されるべきである。
【0026】
この例において、ＮＯドナー１４は、光透過性粘着剤１８’を使用して基材１２’上に固定化されていてもよい。粘着剤１８’は、応用において使用されている光の波長に対して透過性であるように選択されてもよい。一部の例において、粘着剤１８’は紫外波長に対して透過性である。他の例において、粘着剤１８’は、約３００ｎｍ～６００ｎｍの範囲内の光の波長に対して透過性である。ＮＯドナー１４は、任意の好適な技術を使用して粘着剤１８’に適用されてもよい。適用時に、ＮＯドナー１４の粘着剤１８’への粘着を補助するためにＮＯドナー１４に圧力が適用されてもよい。粘着剤１８’は、基材１２’の表面領域にわたるＮＯドナー１４の相対的に一貫した分布を可能にする。粘着剤１８’はまた、非常に薄い層であり、そのため、さもなければ起こる可能性がある任意の光吸収が低い。
【0027】
ＮＯカートリッジ１０’のこの例はまた、固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置されたポーラス膜１６’を含む。この例示的な膜１６’は、ＮＯドナー１４から一酸化窒素を放出させるために使用される光の波長に対して透過性であってもよく、又はそうでなくてもよい。この例示的な膜１６’はまたポーラスであり、そのため一酸化窒素に対して透過性である。そのため、ＮＯドナー１４から放出されるＮＯは、膜１６’のナノポア又はマイクロポアを通過して受容者ガスストリームに入ることができる。非透過性ポーラス膜１６’の例としては、ポーラスのポリテトラフルオルエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリビニリデンジフルオリドなどが挙げられる。透過性ポーラス膜１６’の例としては、膜１６について提供される任意の例が挙げられる。これらの膜１６’はナノポーラス又はマイクロポーラスであってもよい。
【0028】
ポーラス膜１６’は、固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置され、かつ粘着剤１８’又は１８を使用して基材１２’に粘着されてもよい。
【0029】
ＮＯカートリッジ１０、１０’のいずれについても、基材１２、１２’及び膜１６、１６’の寸法、ならびにＮＯドナー１４の量は、部分的に、カートリッジ１０、１０’が使用されるガス送達デバイスの寸法の他に、ＮＯ放出の望ましい速度に依存してもよい。例として、３００ｍｇのＳＮＡＰは、４Ｌ／分の流速において１０ｐｐｍのＮＯを８時間生成させるために十分である。この例について、４×７５ｍｇのＳＮＡＰは、４×４０ｍｍの直径の円形表面上に分布し、４７ｍｍのマイクロポーラス膜で覆われ得る。ＮＯ放出の持続期間、流速、又は濃度を増加させるために、ＮＯドナー１４の量もまた増加させるべきである。シートフィルター材料（例えば、膜１６、１６’用）は、３０４ｍｍ×３．０４ｍまでのサイズにおいて利用可能であり得、そのため、任意の望ましいサイズ及び／又は形状に切断され得る。
【0030】
ここで図１Ｃを参照すると、ＮＯカートリッジ１０’’の別の例は、基材１２’’及び基材１２’’中に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４を含む。
【0031】
この例において、基材１２’’は、ＮＯドナー１４に伝達される光ｈｖに対して透過性であってもよく、そしてまた、生成されるＮＯガスに対して透過性であってもよい。基材１２’’の例としては、シリコーンゴム、ポリ（塩化ビニル）、ポリウレタンなどが挙げられる。
【0032】
示されていないが、その中にＮＯドナー１４を有する基材１２’’は、別の物理的キャリア上に配置されていてもよいことが理解されるべきである。これらの事例において、物理的キャリアはマイクロ構造もしくはポーラスのものであり、又はその中にＮＯドナー１４を有する基材１２’’は、限られた表面積を有する物理的キャリアに取り付けられる。これらの構成は、物理的キャリアに面するその中にＮＯドナー１４を有する基材１２’’の側からの容易なガス輸送を促し、かつＮＯドナー１４を有する基材１２’’及び物理的キャリアの間のガスの蓄積を防止する。
【0033】
例において、ＮＯドナー１４は、溶媒膨潤方法を使用して基材１２’’中に固定化されてもよい。この方法を用いる場合、固体ＮＯドナー１４は、基材１２’’中のその溶解度閾値を超える濃度で基材１２’’の膨潤溶媒中に溶解する。膨潤溶媒は基材１２’’を溶解せず、むしろ、基材１２’’は膨潤溶媒（及びその中に溶解したＮＯドナー）を取り込み、膨潤する。溶媒が蒸発した時に、ＮＯドナー１４はその結晶形態で基材１２’’のバルク内に残存する。別の例において、ＮＯドナー１４は、固体ＮＯドナー１４を非硬化基材材料とブレンドして混合物を形成させ、混合物のフィルムをキャストし、かつ基材材料を硬化させることにより基材１２’’中に固定化されてもよい。固体ＮＯドナー１４は、硬化した基材１２’’中に包埋される。
【0034】
固体状光感性ＮＯドナー１４は、本明細書に記載される例のいずれかであってもよい。
【0035】
ＮＯカートリッジ１０’’について、基材１２’’の寸法、及びＮＯドナー１４の量は、部分的に、カートリッジ１０’’が使用されるガス送達デバイスの寸法の他に、ＮＯ放出の望ましい速度に依存してもよい。さらに、ＮＯドナー１４の量はまた、ＮＯドナー１４を基材１２’’に導入するために使用される方法に依存してもよい。
【0036】
ここで図１Ｄ及び図１Ｅを参照すると、ＮＯカートリッジ１０Ａ及び１０Ｂのさらに他の例が描写される。これらの例において、ＮＯドナー１４は、基材１２又は１２’上に形成された１つ又は複数のキャビティ２１中に導入され、そこで固定化される。これらのＮＯカートリッジ１０Ａ、１０ＢからのＮＯ2レベルは非常に低く（例えば、＜１ｐｐｍ）、そのため、これらのＮＯカートリッジ１０Ａ、１０ＢはＮＯ2スクラッバーなしで使用されてもよいことが見出されている。
【0037】
これらのＮＯカートリッジ１０Ａ及び１０Ｂは、（図１Ａを参照して記載されたような）基材１２及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６又は（図１Ｂを参照して記載されたような）光透過性基材１２’及びポーラス膜１６’を含んでもよい。
【0038】
図１Ｄ及び図１Ｅの１つの例において、基材１２及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６は、粘着剤１８’’を使用して粘着している。この例示的な粘着剤は、コア層１９の反対側上の粘着性部分１８を含む。この例において、光ｈｖは光透過性膜１６を通じて導入されるので、粘着剤１８及びコア層１９は透過性でなくてもよい。本明細書に開示される粘着剤１８の任意の例が使用されてもよく、任意の非透過性コア層１９が使用されてもよい。
【0039】
図１Ｄ及び図１Ｅの別の例において、光透過性基材１２’及びポーラス膜１６’は、粘着剤１８’’を使用して粘着している。この例示的な粘着剤は、コア層１９の反対側上の粘着性部分１８’を含む。この例において、光ｈｖは光透過性基材１２’を通じて導入されるので、粘着剤１８’及びコア層１９は透過性であってもよい。透過性粘着剤１８’’の一部の例としては、３Ｍ（商標） Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＣＥＦ０８ＸＸ（８２１Ｘ／８１８Ｘ） Ｓｅｒｉｅｓならびに３Ｍ（商標） Ｕｌｔｒａ－ｃｌｅａｎ Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ５０１ＦＬ及び５０２ＦＬが挙げられる。
【0040】
図１Ｄにおいて、粘着剤１８’’の１つの層が含まれ、単一の層１８’’は、１つのコア層１９及び１つのコア層１９の反対側上の粘着剤１８又は１８’を含む。図１Ｅにおいて、粘着剤１８’’の複数の層が含まれ、これは２つ又はそれより多くのコア層１９及び２つ又はそれより多くのコア層１９のそれぞれの反対側上の粘着剤１８又は１８’を含む。描写されるように、図１Ｅにおける複数層の粘着剤１８’’は、粘着剤１８又は１８’及びコア層１９の交互の層を含み、最も外側の粘着剤１８又は１８’は、基材１２を光透過性膜１６に粘着させ、又は光透過性基材１２’をポーラス膜１６’に粘着させる。
【0041】
図１Ｄ及び図１Ｅの両方に示されるように、キャビティ２１が粘着剤１８’’中に形成されている。単一のキャビティ２１が示されているが、任意の数のキャビティが含まれてもよいことが理解されるべきである。図１Ｆの上面図において、複数のキャビティ２１が含まれている。
【0042】
１つの例において、キャビティ／キャビティ２１は、カッティングプロッタを使用して単一又は複数層の粘着剤１８’’中に形成される。キャビティ／キャビティ２１は、粘着剤１８’’が基材１２又は１２’に固定される前に粘着剤１８’’中に形成されてもよい。１つ又は複数のキャビティ２１が単一又は複数層の粘着剤１８’’中に画定される場合に、ライナーが最も外側の粘着剤１８又は１８’に除去可能に取り付けられてもよい。各キャビティ２１の横寸法（例えば、直径）は、部分的に、製作方法、ＮＯドナー１４粒子サイズなどに依存してもよい。例において、横寸法は約０．５ｍｍ～約１０ｍｍの範囲内である。別の例において、キャビティ２１の横寸法は約１ｍｍである。各キャビティ２１の深さは粘着剤１８’’の厚さに依存してもよい。例において、深さは約０．１ｍｍ～約１ｍｍの範囲内である。
【0043】
単一又は複数層の粘着剤１８’’（その中に画定されたキャビティ／キャビティ２２を有する）を基材１２又は１２’に取り付けるためにライナーの１つは除去されてもよい。他方のライナーは、ＮＯドナー１４がキャビティ／キャビティ２１に導入される時にその場所に残存してもよい。
【0044】
ＮＯドナー１４は、任意の好適な技術、例えば、スクリーン印刷、静電沈着、ゼログラフィーなどを使用してキャビティ／キャビティ２１に沈着されてもよい。固体状光感性ＮＯドナー１４は、本明細書に記載される例のいずれかであってもよい。
【0045】
ＮＯドナー１４が沈着されたら、他方のライナーは除去されてもよく、光透過性膜１６又はポーラス膜１６’を粘着剤１８’’に粘着させてもよい。
【0046】
ガス送達デバイス
【0047】
ＮＯカートリッジ１０、１０’、１０”、１０Ａ、１０Ｂが、１以上のガス送達デバイスにおいて使用され得る。図２～図６は、本明細書に開示されているガス送達デバイスの異なる例を示す。ガス送達デバイスは、それぞれ、吸入療法用の一酸化窒素を生成させるために使用され得る。各デバイスにより、方法は、光を固体状光感性ＮＯドナーに選択的に適用することにより一酸化窒素ガスを生成させること；当該一酸化窒素ガスを酸素含有ガスと混合して出力ガスストリームを形成させること；ならびに、少なくとも吸入ユニットへの送達の前に出力ガスストリームの一酸化窒素レベル及び二酸化窒素レベルをモニターすることを概して含む。方法は、使用されるデバイスに応じて多少変動し得る。そのため、各方法を、対応するガス送達デバイスを用いてより詳細に説明する。
【0048】
図２をここで参照すると、ガス送達デバイス２０Ａの一例が示されている。ガス送達デバイス２０Ａは、図１Ａに示されているＮＯカートリッジ１０又は図１Ｄ及び図１Ｅに示されているＮＯカートリッジ１０Ａもしくは１０Ｂでの使用に好適である。この例において、ガス送達デバイス２０Ａは：ｉ）一酸化窒素（ＮＯ）生成システム２２Ａであって、チャンバー２４、チャンバー２４に含有されたＮＯカートリッジ１０、１０Ａ、又は１０Ｂ（ここで、ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ、又は１０Ｂは、基材１２、基材１２の表面Ｓ1に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４上に配置されたＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む）、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源２６を含む、上記ＮＯ生成システム；ｉｉ）酸素含有ガスＯＣを導入し、かつ上記ＮＯガスを含む出力ガスＯＧを形成させるためにチャンバー２４に機能可能に接続された吸気性ガス導管２８；ならびにｉｉｉ）出力ガスＯＧのストリームをＮＯ生成システム２２Ａから輸送するための出口導管３０を含む。図２に具体的に示されてはいないが、固体状光感性ＮＯドナー１４は、粘着剤１８を使用して（例えば、図１Ａを参照して記載されている）又はキャビティ／キャビティ（複数）２１を使用して（例えば、図１Ｄ及び図１Ｅを参照して記載されている）、基材１２の表面Ｓ1に固定化されていてよいことが理解されるべきである。
【0049】
ガス送達デバイス２０Ａにより、方法は：光源２６を操作してＮＯドナー１４上に光を放射して、チャンバー２４内でドナー１４からＮＯを光分解によって放出すること；酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４内に導入し、ここで、ＮＯ及び酸素含有ガスＯＣが混合して出力ガスＯＧを形成させること；ならびに出力ガスＯＧをチャンバー２４から所望の送り先まで輸送することを含む。この方法及びガス送達デバイス２０Ａの詳細をここで説明する。
【0050】
デバイス２０ＡのＮＯ生成システム２２Ａは、光分解が行われるチャンバー２４（すなわち、光分解チャンバー）を含む。チャンバー２４は、カートリッジ１０を含有し得かつ酸素含有ガスＯＣ又は一酸化窒素ＮＯに透過性ではないいずれの好適な材料からできていてもよい。光源２６が、（図２に示されているように）チャンバー２４の外側に配置されているとき、チャンバー２４は、光源２６によって放射される光ｈｖの波長（複数可）に対して透明である材料から形成されるべきである。この例において、チャンバーは、ガラス、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などから形成されていてよい。光源２６が、チャンバー２４の内側に配置されているとき、チャンバー２４は、光源２６によって放射される光ｈｖの波長（複数可）に対して透明でない材料から形成されるべきである。この例において、チャンバー２４は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ステンレス鋼などから形成されていてよい。
【0051】
チャンバー２４は、入口３２（酸素含有ガスＯＣを導入するために使用される導管２８に接続されている）及び出口３４（出力ガスＯＧのストリームを輸送するために使用される導管３０に接続されている）の周りでシールされていてよい。チャンバー２４は、ＮＯ生成システム２２Ａ全体がその耐用寿命の終わりに処分され得るように使い捨てであってもよく、又は、チャンバー２４は、ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ、もしくは１０Ｂが取り替えられ得るように開口部を含み得る。
【0052】
ＮＯ生成システム２２Ａはまた、カートリッジ１０、１０Ａ、又は１０Ｂも含む。ＮＯカートリッジ１０は、図１Ａを参照して記載されている例のいずれであってもよく、ＮＯカートリッジ１０Ａ、１０Ｂは、基材１２及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む、図１Ｄ又は図１Ｅを参照して記載されている例のいずれであってもよい。図２に示されている例において、ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ、又は１０Ｂは、基材１２の両面Ｓ1、Ｓ2に配置されたＮＯドナー１４及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含むため、ＮＯは、別個の光源２６を使用してＮＯカートリッジ１０の両側から生成され得る。図２に詳細に示されていないが、ＮＯドナー１４は、粘着剤１８によって基材表面Ｓ1、Ｓ2に、又はキャビティ／キャビティ（複数）２１内に配置されていてよい。
【0053】
ＮＯ生成システム２２Ａは、光源２６も含む。固体状光感性ＮＯドナー１４の光分解を開始する光を放射することが可能であるいずれの光源２６が使用されてもよい。換言すると、一酸化窒素をＮＯドナー１４から放出させる特定の波長（複数可）の光を放射することが可能であるいずれの光源２６が使用されてもよい。そのため、光源２６は、使用されるＮＯドナー１４及び所望のＮＯ放出速度に部分的に左右され得る。例として、光源２６は、高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード、ランプなどであってよい。好適なＬＥＤは、約３４０ｎｍ～約６００ｎｍの範囲の表示波長、例えば、３４０ｎｍ、又は３８５ｎｍ、又は４７０ｎｍ、又は５６５ｎｍを有するものであってよい。
【0054】
１以上の光源２６は、単一の表面Ｓ1又はＳ2に配置されたＮＯドナー１４からＮＯを放出するために使用されてよい。複数の光源の使用は、ＮＯ放出にわたってさらなる制御を可能にし得る。例えば、より高いＮＯレベルが望ましいときには、表面Ｓ1を向く全ての光源２６が、表面Ｓ1上のＮＯドナー１４に向かって光を放射するように活性化され得、より低いＮＯレベルが望ましいときには、全てに満たない光源２６が活性化され得る。
【0055】
光源２６は、ＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露するように配置されている。光源２６は、光透過性チャンバー２４の外側に配置されていてよく、又は、透明でないチャンバー２４の内側に配置されていてよい。いくつかの例において、光源２６は、チャンバー２４（例えば、内側又は外側のいずれか）に取り付けられていてよい。これらの例において、また、チャンバー２４が使い捨てであるとき、光源２６は、チャンバー２４と共に廃棄されてよい。これらの例において、また、チャンバー２４が使い捨てでない（しかし、むしろ、使い捨てカートリッジ１０を収容している）とき、光源２６は、いくつかのＮＯカートリッジ１０と共に再利用されてよい。これらの例において、光源２６はまた、その耐用寿命の終わりに取り替えられ得るようにチャンバー２４の内側又は外側から取り外し可能であってもよい。いくつかの他の例において、光源２６は、チャンバー２４も収納するデバイスハウジング（図示せず）に取り付けられていてよい。これらの例において、光源２６は、チャンバー２４に直接取り付けられていなくてよいが、操作されるときには光ｈｖをＮＯドナー１４に向けるように配置されている。これらの例において、光源２６は、その耐用寿命の終わりに取り替えられ得るようにデバイスハウジングから取り外し可能であってよい。
【0056】
光源２６がチャンバー２４の内側に取り付けられていているとき、任意の粘着剤又は他の好適な固定機構が、光源２６を内部チャンバー壁に取り付けるために使用されてよい。光源２６が（図２に示されているように）チャンバー２４の外側に取り付けられていているとき、光源２６からの光を遮断しない任意の光透過性粘着剤３６又は他の好適な固定機構が、光源２６を外部チャンバー壁に取り付けるために使用されてよい。光源２６はまた、チャンバー２４の外側に機能可能に配置されていてもよいが、これに取り付けられていなくてもよい。
【0057】
いつ光源（複数可）２６がＯＮ及びＯＦＦにされるか、ＯＮサイクルの継続時間、強度、表面電力密度などを制御するために、電子回路が光源２６に機能可能に接続されていてよい。電子回路は、以下にさらに詳細に記載する、検知及びフィードバックシステムの一部であってよい。
【0058】
光源２６は、最大で、例えば、カートリッジ１０あたり８時間の任意の時間間隔でＯＮにされてよく、そのため、この時間間隔の際にＮＯを光分解によって放出し得る。カートリッジ１０におけるＮＯドナー１４の量に応じて、より長い時間間隔が可能であり得る。ＮＯの生成を停止することが望ましいとき、光源２６は、光ｈｖがもはやＮＯドナー１４上に放射されないようにＯＦＦにされる。ＮＯ放出寿命は、より大きい基材１２が使用されるとき、及び／又は、より多量のＮＯドナー１４が使用されるとき、より長くあり得る。
【0059】
この例において、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスは、膜１６を透過して、チャンバー２４内に入る。ＮＯドナー１４の光分解は、エアロゾル液滴ならびにＮＯガスを生成し得る。エアロゾル液滴は、種々の医療用途に望ましくない。膜１６は、任意のエアロゾル液滴がＮＯガスと共にチャンバー１４に入ることを防止することが理解されるべきである。
【0060】
図２に示されているガス送達デバイス２０Ａはまた、酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４に導入するためにチャンバー２４に（例えば、入口３２に）機能可能に接続された吸気性ガス導管２８も含む。酸素含有ガスＯＣは、少なくとも実質的に純粋な酸素ガスＯ2、又は空気、又は、酸素を含む低酸素ガスであってよい。この例において、酸素含有ガスＯＣは、酸素含有ガスＯＣの流れを調節し得る、又は、入口３２内への酸素含有ガスＯＣの流れを調節するために流量調整器に連結され得る、任意の好適なガス源（例えば、ガスボンベ（図示せず）、周囲の空気を送達するガスポンプ３８など）から送達され得る。任意の好適なガスの流量が使用されてよい。例として、酸素含有ガスＯＣの流量は、約５０ｍＬ／分～約５Ｌ／分の範囲であってよい。別の例において、上記源又は流量調整器は、出力ガスストリームＯＧが約２０％の酸素～約９９．９９％の酸素を含有するように酸素含有ガスＯＣの流れを調節し得る。別の例において、１００％飽和空気が、出力ガスストリームＯＧ中の約１０ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）のＯ2に相当する、酸素含有ガスＯＣとして使用されてよい。
【0061】
吸気性ガス導管２８は、少なくとも酸素含有ガスＯＣ及び一酸化窒素に対して低い透過性を有する又は透過性を有しない管であってよい。好適な管材料の例として、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエチレン（ＰＥ）、フッ素化ポリマーなどが挙げられる。
【0062】
チャンバー２４において、酸素含有ガスＯＣは、光分解によって放出されたＮＯガスと混合して、出力ガスストリームＯＧを形成させる。出力ガスＯＧのストリームは、ＮＯ生成システム２２Ａから出て出口３４を通って出口導管３０内に入ってよい。出口導管３０は、出力ガスＯＧ中の少なくとも酸素含有ガスＯＣ及び一酸化窒素に対して低い透過性を有する又は透過性を有しない管であってよい。出口導管３０の長さもまた、ストリームが望ましい送り先（例えば、受容者４０）に送達される前の二酸化窒素（ＮＯ2）形成を回避するために、比較的短くてもよい。酸素含有ガスＯＣは、受容者４０への送達の直前に導入されるため、ＮＯ濃度への影響は、ＮＯと酸素含有ガスＯＣとの間の短い接触時間に起因して最小又は皆無である。
【0063】
いくつかの例において、出力ガスＯＧストリームは、流量を制御する調節装置を含んでいてよいガス源からの圧力の結果として輸送され得る。他の例において、出力ガスＯＧストリームは、下流に配置されたバキューム機からの圧力の結果として輸送され得る。
【0064】
出口導管３０は、送達導管４６であってよく、又は、当該導管に機能可能に接続されていてよい。送達導管４６は、吸入ユニット４８に機能可能に接続されており、出力ガスストリームＯＧを受容者／患者４０に輸送することが可能である。送達導管４６は、出力ガスストリームＯＧに透過性でない任意の好適なポリマー又は他の配管であってよい。例において、送達導管４６は、出力ガスストリームＯＧがＮＯ生成システム２２Ａ内に流れて戻らないように一方向弁を有していてもよい。吸入ユニット４８は、人工呼吸器、フェースマスク、鼻カニューレ、又は、患者４０の気道に出力ガスストリームＯＧを送達するためのある他の好適な装置であってよい。
【0065】
ガス送達デバイス２０Ａは、検知及びフィードバックシステムをさらに含んでいてよい。例において、検知及びフィードバックシステムは、出力ガスＯＧの一酸化窒素レベル（すなわち、ＮＯ濃度）をモニターするために出力ガスストリームＯＧと接触するセンサー４２、ならびに、センサー４２及び光源２６に機能可能に接続されたコントローラー４４であって、センサー４２からの一酸化窒素レベルに応答して光源２６のパラメータを調整し得る、コントローラー４４を含む。示されていないが、検知及びフィードバックシステムはまた、ＮＯ2濃度をモニターするための別個のセンサーを含んでいてもよいことが理解されるべきである。
【0066】
センサー（複数可）４２は、出力ガスストリームＯＧと接触して配置されていてよい。センサー（複数可）４２は、出力導管３０もしくは送達導管４６、又は、出力もしくは送達導管３０、４６から分配もしくは分岐された別の導管に配置されていてよい。かかる他の導管が使用される場合、出力ガスストリームＯＧのいくらかを収容し、これをセンサー４２に輸送する。センサー（複数可）４２は、出力ガスストリームＯＧにおけるＮＯレベル及びＮＯ2レベルをモニターするために使用されてよい。フィードバック制御のためにＮＯレベル及びＮＯ2レベルをモニターすることが望ましくあり得る。特に、フィードバック制御は、Ｏ2とＮＯとの反応によって生成され得かつ受容者／患者４０には毒性となり得るＮＯ2（二酸化窒素）の形成の回避を助ける。
【0067】
ＮＯ放出をより良好にフィードバック制御するために、センサー（複数可）４２を光分解チャンバー（例えば、２４、２４’、５２）の近くに配置することが望ましくあり得る。センサー（複数可）４２を吸入ユニット４８の近くに（例えば、吸入ユニット４８の約３フィート以内に）配置することが望ましい場合もある。この配置は、フィードバック制御を遅延させる可能性もあるが、確実に、患者４０に入るガスストリームのＮＯレベルがより高く、ＮＯ2レベルがより低くなるようにするために望ましくあり得る。
【0068】
任意の好適なＮＯセンサー４２が使用されてよい。例において、センサー４２は、電流測定ＮＯセンサーである。１つのタイプの電流測定センサーは、ガス透過性膜の後方における内部の白金（Ｐｔ）電極位置における、ＮＯから硝酸塩（ＮＯ3
-）への酸化に基づく、Ｓｈｉｂｕｋｉスタイルセンサー（図示せず）である。別の例において、センサー４２は、化学発光センサーである。
【0069】
別の例の電流測定ＮＯセンサーは、ポリマー電解質（すなわちアイオノマーフィルム）の表面に（例えば、化学的還元によって）直接堆積された作用電極（複数可）（例えば、白金、金など）を含む。この例のセンサー４２はまた、アイオノマー相も湿潤させる内部の電解液に浸漬されている、参照電極及び対電極も含む。このセンサーにおいて、出力ガスストリームＯＧの部分が作用電極（複数可）の表面上を流れる。陽電位が印加されて（例えば、約１Ｖ対Ａｇ／ＡｇＣｌ）、作用電極（複数可）及びアイオノマーフィルムの界面で電気化学反応が起こる。例において、作用電極（複数可）に印加される陽電位は、約０．２Ｖ～約１．１Ｖの範囲である。出力ガスストリームＯＧにおけるＮＯは、電気化学的に酸化して亜硝酸塩／硝酸塩となり、ＮＯ(g)レベルに比例する電流信号を出力する。
【0070】
他の例において、電流測定ＮＯセンサーは、アイオノマーフィルムの、作用電極（複数可）と同じ表面に、別の作用電極を含み得、より低い陽電位が、（ＮＯではなく）ＮＯ2のみが酸化されて（測定された電流を介して）検知されるように他の作用電極に印加されてよい。ＮＯセンサー信号は、バイポテンショスタットを使用して、存在する任意のＮＯ2について補正され得る。これらの電流測定ＮＯセンサーは、比較的迅速な応答時間を示し、作用電極（複数可）の高表面積により、Ｓｈｉｂｕｋｉ構成よりも大きい電流を生じさせる。
【0071】
本明細書において言及されているように、出力ガスストリームＯＧにおけるＮＯ2レベルをモニターするために、別のセンサーが含まれていてよいことが理解されるべきである。
【0072】
センサーデータ（つまり、出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ濃度及び／又は出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ2濃度）はコントローラー４４に伝達される。一例では、コントローラー４４はＰＩＤコントローラー（比例・積分・微分コントローラー）である。図７は、感知及びフィードバックシステム内の電子回路の概略図を示し、センサー４２、コントローラー４４、及び、光源２６に加え、表示されるその他の構成要素を含む。ＩＳＢは個別のセンサーボードであり、作用極を参照極に対して一定電位に維持し、電流を計測するポテンショスタットである。また、ＩＳＢは、測定した電流をアナログ（例えば、０Ｖ～３Ｖ若しくは０Ｖ～５Ｖの電圧信号又は４ｍＡ～２０ｍＡの電流）信号に変換する。アナログ信号は（アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を用いて）容易にデジタル信号に変換可能で、コントローラー部４４で容易に処理可能である。センサー４２からのフィードバックは、送達先で少なくとも実質的に一定のＮＯ濃度が達成できるように、光源２６の１つ以上のパラメータをサーボ制御するのに用いられることがある。データは、出力ガスストリームＯＧの流れを調整するためにも用いられることがある。
【0073】
センサーデータが、ＮＯレベルが高すぎる又は低すぎることを示す場合、光源２６をＯＮ又は44にし、光強度及び／又は表面出力密度を調節し、及び／又は、１つ又は複数のガスの流量を調節してもよい。一例では、センサー４２は出力ガスストリームＯＧの一酸化窒素レベルをモニターし、出力ガスストリームＯＧの一酸化窒素レベルに基づいて、コントローラー４４は、光源２６の現在の状態を維持する（例えば、ＮＯが所望レベルのとき）、又は、ＮＯ生成を増加させるため光源２６を調節する（例えば、出力ガスストリームＯＧの一酸化窒素レベルが目標レベル未満のとき）、又は、ＮＯ生成を減少させるため光源２６を調節する（例えば、出力ガスストリームＯＧの一酸化窒素レベルが目標レベルを超過するとき）のうち１つを実行する。感知されたＮＯレベルが低すぎる場合、１つ又は複数の光源２６がＯＮにされるか、又は明るくされ得る。例えば、複数の光源２６が含まれ、低レベルが感知されたときに１つがＯＮである場合、ＮＯ放出率を増加させるためにもう１つの光源２６をＯＮにすることがある。感知されたＮＯレベルが高すぎる場合、１つ又は複数の光源２６がＯＦＦにされるか、又は暗くされ得る。一例として、ＮＯ放出率を増加又は減少させ、それによって、ＮＯ生成デバイス２２Ａから送出されて出力ガスストリームＯＧに存在するＮＯ流を増加又は減少させるため、光強度及び／又は表面出力密度を増加又は減少するように調整することがある。
【0074】
目標ＮＯレベルは、ＮＯを使用中の所与の用途に基づくことがある。目標レベルは、患者４０及び用途に応じて、非常に低い又は非常に高いことがある。例として、吸入療法中の新生児のＮＯ目標レベルは約１０ｐｐｍから約７０ｐｐｍの範囲のことがあり、バイパス手術中に血小板及び他の細胞の活性化を防ぐために人工肺で生成されるＮＯの目標レベルは約１９０ｐｐｍから約２１０ｐｐｍの範囲のことがある。さらに、肺感染症などの抗菌用途の場合、例えば、約５００ｐｐｂから約１０ｐｐｍの範囲のより低いレベルのＮＯが吸入療法に有用なことがある。
【0075】
センサーデータはまた、望ましくない量のＮＯ2が出力ガスストリームＯＧに存在するか否かを決定するためにも使用されることがある。望ましくない量のＮＯ2が存在する場合、デバイス２０Ａのアラームが始動され、及び／又は、システム２０Ａからの出力ガスＯＧの送出を低減するように流量が調整され、及び／又は、ＮＯレベルがそれに応じて調整され得る。
【0076】
ガス送達デバイス２０Ａはまた、二酸化窒素（ＮＯ2）フィルター５０を含むことがある。ＮＯ2フィルター５０は、出力ガスストリームＯＧが吸入ユニット４８に送達される前に出力ガスストリームＯＧを受け取るために、送達導管４６内に配置され得る。ＮＯ2フィルター５０の一部の例は、出力ガスストリームＯＧから二酸化窒素の少なくとも一部を除去する。例として、シリカゲルフィルター（調整済みのシリカ粒子を使用）又はソーダ石灰スクラバーがある。これらのフィルター５０は、ＮＯ2を生理学的に適切でないレベルに低減し得る。ＮＯ2フィルター５０の他の例は、二酸化窒素を一酸化窒素に逆変換する。ＮＯ2が除去（吸収）されてＮＯのペイロードが失われることがなく、むしろＮＯに還元されるため、この変換は望ましい。このタイプのＮＯ2フィルター５０の例には、アスコルビン酸を含浸させたシリカ粒子がある。
【0077】
次に、図３を参照すると、ガス送達デバイス２０Ｂの別の例が図示される。ガス送達デバイス２０Ｂは、図１Ａに示されるＮＯカートリッジ１０又は図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’又は図１Ｄ及び図１Ｅに示されるＮＯカートリッジ１０Ａ、１０Ｂと共に用いられるのに適している。この例では、ガス送達デバイス２０Ｂは、ｉ）真空環境５２、真空環境５２内に含まれるＮＯカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂ（ＮＯカートリッジ１０、１０’’は、少なくとも基材１２又は１２’’及び基材１２上又は基材１２’’内に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４を含む）、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露してＮＯガスを生成するために機能可能に配置された光源２６を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム２２Ｂ、ｉｉ）ＮＯ生成システム２２ＢからのＮＯガスの流れを輸送するための出口導管３０’、並びに、ｉｉｉ）酸素含有ガスＯＣを導入し、出力ガスＯＧストリームを形成させるために出口導管３０’と機能可能に接続された吸気性ガス導管２８’を含む。
【0078】
ガス送達デバイス２０Ｂを用いて、本方法は、ＮＯドナー１４に光を照射するために光源２６を動作させること、これによって真空環境５２内でドナー１４から光分解によってＮＯガスが放出され、真空環境５２から出口導管３０’を通ってＮＯガスを輸送すること、出力ガスＯＧを形成するために酸素含有ガスＯＣをＮＯガスに導入すること、及び、出力ガスＯＧを所望の送達先に輸送することを含む。
【0079】
真空環境５２内では、無酸素でＮＯガスが生成されるため、ＮＯ2の形成が防がれる。故に、ＮＯとＯ2の両方に浸透性があり、そのため、ＮＯ2生成のマイクロリアクターとして作用し得る基材１２’’（例えば、シリコーンゴム）を含むことがあるＮＯカートリッジ１０’’で、真空環境５２は特に望ましい。真空環境５２には酸素がないため、真空環境でＮＯカートリッジ１０’’が用いられると、ＮＯ2を同時に生成することなく効果的に光分解によってＮＯを放出することができる。（ＮＯ2生成のマイクロリアクターとしては作用しない）カートリッジ１０も真空環境５２で用いられ得ることを理解されたい。
【0080】
本方法及びガス送達デバイス２０Ｂの詳細を以下に記載する。
【0081】
デバイス２０ＢのＮＯ生成システム２２Ｂは、光分解が実施される場所である真空環境５２（例えば、光分解チャンバー）を含む。真空環境５２は、カートリッジ１０又は１０’’を含むことが可能で、かつ、真空ポンプによって空気やその他のガスを除去できる、任意の好適な材料から構成され得る真空チャンバーであってもよい。真空環境５２の例示的材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、真ちゅう、高密度セラミック、ガラス又はアクリルがある。真空環境５２に不透明材料が用いられる場合、真空環境５２は、光源２６から照射される光ｈｖの波長に対して透過性のある材料で形成された窓５４を含むことがある。
【0082】
真空環境５２は開口部を含むことがあり、ＮＯカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂの耐用年数が経過した場合に開口部を通して交換することができる。
【0083】
真空環境５２は、ＮＯガスを真空環境５２から出口導管３０’に吸い出すことが可能な真空ポンプ５６と機能可能に接続する出口３４も有する。
【0084】
ＮＯ生成システム２２Ｂは、カートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂも含む。ＮＯカートリッジ１０は、図１Ａを参照して記載された例のいずれでもよく、又は、ＮＯカートリッジ１０’’は、図１Ｃを参照して記載された例のいずれでもよく、又は、ＮＯカートリッジ１０Ａ、１０Ｂは図１Ｄ又は図１Ｅを参照して記載された例のいずれでもよく、そして、ＮＯカートリッジ１０Ａ、１０Ｂは、基材１２及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む図１Ｄ又は図１Ｅを参照して記載された例のいずれでもよい。ＮＯカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂは、ＮＯドナー１４が直接光源２６に面するように、真空環境の中に配置されてもよいことを理解されたい。
【0085】
ＮＯ生成システム２２Ｂは光源２６も含む。光源２６は、図２を参照して記載された例のいずれでもよい。光源２６は、ＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露するよう配置されることがある。デバイス２２Ｂでは、光源２６を真空環境５２の外に配置するのが望ましいことがある。これら例の一部では、光透過性の接着剤又は光源２６からの光を遮断しないその他の適切な固定機構によって、光源２６は真空環境５２の外側に直接取り付けられることがある。これら例のその他の一部では、光源２６は真空環境５２の外側に取り付けられるのではなく、（図３に示されるように）窓５４を通して光ｈｖを照射するように機能可能に配置されることがある。
【0086】
１つ又は複数の光源２６をいつＯＮ、ＯＦＦにするか、ＯＮサイクルの期間、光強度、表面出力密度などを制御するために、電子回路が光源２６に機能可能に接続されることがある。この例示的デバイス２０Ｂでは、光源２６は、例えばカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂにつき最大８時間などの任意の時間間隔でＯＮにされることがあり、つまり、この時間間隔で光分解によってＮＯを放出することがある。カートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂ内のＮＯドナー１４の量によっては、より長い時間間隔も可能なことがある。ＮＯの生成を停止するのが望ましい場合、ＮＯドナー１４にそれ以上光ｈｖが照射されないように光源２６がＯＦＦにされる。より大きな基材１２又は１２’’が用いられた場合、及び／又は、より高濃度のＮＯドナー１４が用いられた場合、ＮＯ放出寿命はより長くなることがある。
【0087】
この例では、ＮＯドナー１４の光分解によって純粋なＮＯガスが生成される（つまり、その他のガスが含まれない）。形成されるどのようなエアロゾル液滴もｉ）ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ又は１０Ｂの膜１６によって真空環境５２への進入が防がれる、又は、ｉｉ）ＮＯカートリッジ１０’’、１０Ａ又は１０Ｂの基材１２’’内に閉じ込められることがある。
【0088】
故に、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスが、真空環境５２に存在する唯一のガスとなる。純粋なＮＯガスは、真空ポンプ５６からの圧力によって、真空環境５２から輸送されることがある。ＮＯガスは、（図２を参照して記載された出口導管３０と同じ材料で形成され得る）出口導管３０’を通って輸送されることがある。
【0089】
図３に示されるガス送達デバイス２０Ｂは、導管３０’内のＮＯガスに酸素含有ガスＯＣを導入するため、出口導管３０’に機能可能に接続された吸気性ガス導管２８’も含むことがある。吸気性ガス導管２８’は、吸気性ガス導管２８に関して記載された材料のいずれであってもよい。さらに、酸素含有ガスＯＣは、図２を参照して記載された例のいずれでもあってもよく（例えば、純酸素ガスＯ2、又は空気、又は酸素を含む低酸素ガス）、図２を参照して記載されたガス供給源のいずれから送出されてもよい。酸素含有ガスＯＣの吸気性ガス導管２８’への流れを制御するため、酸素含有ガス供給源は、流量調整器を含む、又は、流量調整器に接続され得る。任意の好適なガス流量が本明細書に記載されるように使用されてもよい。
【0090】
吸気性ガス導管２８’では、酸素含有ガスＯＣは光分解によって放出されたＮＯガスと混合し、デバイス２０Ｂの出力ガスストリームＯＧを形成する。
【0091】
ガス送達デバイス２０Ｂでは、出口導管３０’及び吸気性ガス導管２８’は、送達導管４６と機能可能に接続される、又は、送達導管４６と一体化して形成されることがある。送達導管４６は、出力ガスストリームＯＧを受容者／患者４０に輸送可能な吸入ユニット４８に機能可能に接続される。送達導管４６及び吸入ユニット４８は、図２を参照して本明細書中に記載された例のいずれでもあってもよい。
【0092】
この例では、吸気性ガス導管２８’及び送達導管４６の長さは、所望の送達先（例えば、受容者４０）にストリームが送達される前にＮＯ2が形成されるのを回避するため、比較的短いことがある。受容者４０への送達直前に酸素含有ガスＯＣが導入されるため、ＮＯと酸素含有ガスＯＣとの接触時間が短いので、ＮＯ濃度への影響は最小限に抑えられる又は全くない。
【0093】
ガス送達デバイス２０Ｂは、感知及びフィードバックシステムを更に含むことがある。一例では、感知及びフィードバックシステムは、出力ガスＯＧの一酸化窒素レベル（つまり、ＮＯ濃度）をモニターするために出力ガスストリームＯＧに接触するセンサー４２、並びに、センサー４２及び光源２６に機能可能に接続するコントローラー４４を含み、センサー４２からの一酸化窒素レベルに応じてコントローラー４４は光源２６のパラメータを調節することができる。この例のセンサーは、出力ガスＯＧの二酸化窒素レベルのモニターにも用いられることがある。（センサー４２、コントローラー４４及び電子回路を含む）感知及びフィードバックシステムは、図２を参照して本明細書中に記載された例のいずれでもあってもよい。センサーデータ（つまり、出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ濃度及び／又は出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ2濃度）は、例えば、ＮＯ生成システム２２ＢからのＮＯ放出を増加又は減少するために、図２を参照して記載されたように用いられることがある。
【0094】
ガス送達デバイス２０Ｂは、二酸化窒素（ＮＯ2）フィルター５０も含むことがある。ＮＯ2フィルターは、出力ガスストリームＯＧが吸入ユニット４８に送達される前に出力ガスストリームＯＧを受け取るため、送達導管４６内に配置されることがある。本明細書に記載されたＮＯ2フィルター５０のいずれかの例が、ガス送達デバイス２０Ｂで用いられることがある。
【0095】
次に、図４を参照すると、ガス送達デバイス２０Ｃのさらに別の例が図示される。ガス送達デバイス２０Ｃは、図１Ａに示されるＮＯカートリッジ１０、又は、図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’、又は、図１Ｄ及び図１Ｅに示されるＮＯカートリッジ１０Ａ若しくは１０Ｂと共に用いられるのに適している。この例では、ガス送達デバイス２０Ｃは、ｉ）チャンバー２４、チャンバー２４’内に固定化されたＮＯカートリッジ１０又は１０’’（ＮＯカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ，又は１０Ｂは、少なくとも基材１２又は１２’’及び基材１２又は１２’’に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４を含む）、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源２６を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム２２Ｃ、ｉｉ）窒素ガスＮ2をチャンバー２４’に送達するための入口導管５８、ｉｉｉ）チャンバー２４’から窒素ガス及びＮＯガスストリームを輸送するための出口導管３０’’、並びに、ｉｖ）酸素含有ガスＯＣを導入し、デバイス２０Ｃの出力ガスＯＧストリームを形成させるために出口導管３０’’と機能可能に接続された吸気性ガス導管２８’’を含む。
【0096】
ガス送達デバイス２０Ｃを用いて、本方法は、ＮＯドナー１４に光を照射するよう光源２６を動作させること、これによってチャンバー２４’内でドナー１４からＮＯガスが光分解によって放出され、チャンバー２４’からＮＯガスをスイープするために窒素ガスをチャンバー２４に導入すること、Ｎ2／ＮＯガスの混合物をチャンバー２４から出口導管３０’’を通して輸送すること、出力ガスＯＧを形成するために酸素含有ガスＯＣをＮ2／ＮＯガス混合物に導入すること、及び、出力ガスＯＧを所望の送達先に輸送することを含む。
【0097】
この例では、スイープガスとしてＮ2が用いられるため、チャンバー２４’内には酸素がほとんど又は全くない。これによって、デバイス２０Ｃは、ＮＯとＯ2の両方に浸透性があり、そのため、ＮＯ2生成のマイクロリアクターとして作用し得る基材１２’’（例えば、シリコーンゴム）を含むことがあるＮＯカートリッジ１０’’と共に用いられるのに適するようになる。Ｎ2スイープガスが酸素の存在を最小限に抑えるため、ＮＯカートリッジ１０’’は、チャンバー２４’内に（もし生成されたとしても）ＮＯ2を同時に生成しすぎることなく効果的に光分解によってＮＯを放出するのに用いられることが可能になる。Ｎ2スイープガスは、患者への送達前に酸素含有ガスと混合され得る。この例では、（ＮＯ2生成のマイクロリアクターとしては作用しない）カートリッジ１０も用いられ得ることを理解されたい。
【0098】
本方法及びガス送達デバイス２０Ｃの詳細を以下に記載する。
【0099】
デバイス２０ＣのＮＯ生成システム２２Ｃは、チャンバー２４’を含む。この例では、チャンバー２４’は、チャンバー２４に関して記載されたいずれの例でもよく、又は、真空環境５２でもよい。
【0100】
ＮＯ生成システム２２Ｃは、カートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂも含む。ＮＯカートリッジ１０は、図１Ａを参照して記載された例のいずれでもよく、並びに、ＮＯカートリッジ１０’’は、図１Ｃを参照して記載された例のいずれでもよく、並びに、ＮＯカートリッジ１０Ａ又は１０Ｂは、基材１２及びＮＯ透過性かつ光透過性膜１６を含む図１Ｄ及び図１Ｅを参照して記載された例のいずれでもよい。ＮＯカートリッジ１０、１０’’、１０Ａ又は１０Ｂは、ＮＯドナー１４が直接光源２６に面するように、チャンバー２４’の中に配置されてもよいことを理解されたい。
【0101】
この例では、光源２６はチャンバー２４’内に図示される。あるいは、図２又は３を参照して記載された例のいずれかのように、光源２６はチャンバー２４’の外側に配置され得ることを理解されたい。光源２６は、チャンバー２４’内でＮＯドナー１４を照射するよう光源２６が配置される限り、図２を参照して記載された例のいずれでもよく、本明細書中に開示された電子回路と電気的に通信することがある。
【0102】
チャンバー２４’は入口３２を含み、入口３２は窒素ガスをチャンバー２４’に送達する入口導管５８に取り付けられている。窒素ガスＮ2は、圧縮ガスタンク６０又は酸素スクラバーなどのガス供給源から入口導管５８に供給され得る。圧縮ガスタンク６０は、圧縮窒素ガスＮ2を含むことがあり、窒素ガスＮ2の入口導管５８への流量を制御するための調節装置が付属している。酸素スクラバー（図示せず）は、周囲の空気を酸素スクラバーに導入するポンプに機能可能に接続されることがある。周囲の空気は、入口導管５８に送達される窒素ガスＮ2を生成するために周囲の空気から酸素を除去することが可能な酸素スクラバーの溶液又は粒子ベッドに方向付けられる。窒素ガスＮ2は、周囲の空気に由来する混合ガスのことがある。混合ガスは窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素を含み、また、少量の酸素以外のガスを含む可能性がある。一例では、酸素スクラバーは、空気から少なくとも５０％の酸素を除去するため、混合ガスは１０％未満の酸素ガスを含むことがある。別の例では、酸素スクラバーは空気から充分な酸素を除去して、混合ガスに含まれる酸素ガスは５％以下になる。
【0103】
デバイス２０Ｃのこの例では、入口導管５８は窒素ガスＮ2を一酸化窒素生成システム２２Ｃに送達し、一酸化窒素生成システム２２Ｃでは、本明細書に記載の方法で光源２６を用いてＮＯが光分解によって生成されている、又は、光分解によって生成される。窒素パージガスＮ2はチャンバー２４’内に直接導入されることがある、あるいは、初めに流量計６２を通過することがある。流量計６２は、窒素パージガスＮ2の線形若しくは非線形質量又は体積流量を測定し、制御する。
【0104】
システム２２Ｃに導入された窒素パージガス（Ｎ2）は、生成された一酸化窒素を流れにのせる。その結果生成された窒素ガスＮ2及び一酸化窒素Ｎ2／ＮＯのストリームは次に出口３４を通ってシステム２２Ｃから輸送される。形成されたエアロゾル液滴は、いずれも、ｉ）ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ又は１０Ｂの膜１６によってチャンバー２４’への進入が妨がれる、又は、ｉｉ）ＮＯカートリッジ１０’’、１０Ａ又は１０Ｂの基材１２’’内に閉じ込められる。Ｎ2／ＮＯガスストリームは、出口導管３０’’を通って輸送される。
【0105】
図４に示されるガス送達デバイス２０Ｃは吸気性ガス導管２８’も含む。吸気性ガス導管２８’は、酸素含有ガスＯＣをＮ2／ＮＯガスストリームに導入してこのデバイス２０Ｃの出力ガスＯＧを形成するため、出口導管３０’’に機能可能に接続される。吸気性ガス導管２８’は、吸気性ガス導管２８に関して記載された材料のいずれであってもよい。さらに、酸素含有ガスＯＣは、図２を参照して記載された例のいずれであってもよく（例えば、純酸素ガスＯ2若しくは空気、又は、酸素を含む低酸素ガス）、図２を参照して記載されたガス供給源のいずれから送出されてもよい。ガス供給源の例は、図４に示される酸素タンク６４である。例えばタンク６４などの酸素含有ガス供給源は、酸素含有ガスＯＣの吸気性ガス導管２８’への流れを制御するため、流量調整器を含む、又は、流量調整器に接続され得る。任意の好適なガス流量が本明細書に記載されるように使用されてもよい。酸素含有ガスＯＣの流量は、連続的又は間欠的であってもよく、酸素含有ガスＯＣ及び所望の吸入気酸素（つまり、ＦｉＯ2）の組成に依存することがある。
【0106】
ガス送達デバイス２０Ｃでは、出口導管３０’’及び吸気性ガス導管２８’は、送達導管４６と機能可能に接続される、又は、送達導管４６と一体化して形成されることがある。送達導管４６では、酸素含有ガスＯＣはＮ2／ＮＯガスストリームと混合し、デバイス２０Ｃの出力ガスストリームＯＧを形成する。
【0107】
送達導管４６は、出力ガスストリームＯＧを受容者／患者４０に輸送可能な吸入ユニット４８に機能可能に接続される。送達導管４６及び吸入ユニット４８は、図２を参照して本明細書に記載される例のいずれでもよい。
【0108】
この例では、送達導管４６の長さは、ストリームが所望の送達先（例えば、受容者４０）に送達される前にガスが失われるのを防ぐため、比較的短いことがある。酸素含有ガスＯＣは受容者４０への送達直前に導入されるため、ＮＯと酸素含有ガスＯＣとの接触時間が短いので、ＮＯ濃度の影響は最小限に抑えられる又は全くない。
【0109】
ガス送達デバイス２０Ｃは、感知及びフィードバックシステムを更に含むことがある。一例では、感知及びフィードバックシステムは、出力ガスＯＧの一酸化窒素レベル（つまり、ＮＯ濃度）をモニターするために出力ガスストリームＯＧに接触するセンサー４２、並びに、センサー４２及び光源２６に機能可能に接続するコントローラー４４を含み、センサー４２からの一酸化窒素レベルに応じてコントローラー４４は光源２６のパラメータを調節することができる。この例のセンサーは、出力ガスＯＧの二酸化窒素レベルのモニターにも用いられることがある。（センサー４２、コントローラー４４、及び、電子回路を含む）感知及びフィードバックシステムは、図２を参照して本明細書中に記載された例のいずれでもあってもよい。センサーデータ（つまり、出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ濃度及び／又は出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ2濃度）は、例えば、ＮＯ生成システム２２ＣからのＮＯ放出を増加又は減少するために、図２を参照して記載されたように用いられることがある。
【0110】
ガス送達デバイス２０Ｃは、二酸化窒素（ＮＯ2）フィルター５０も含むことがある。ＮＯ2フィルターは、出力ガスストリームＯＧが吸入ユニット４８に送達される前に出力ガスストリームＯＧを受け取るため、送達導管４６内に配置されることがある。本明細書に記載されたＮＯ2フィルター５０のいずれかの例が、ガス送達デバイス２０Ｃで用いられることがある。
【0111】
次に、図５を参照すると、ガス送達デバイス２０Ｄの別の例が図示される。ガス送達デバイス２０Ｄは、図１Ｂに示されるＮＯカートリッジ１０’又はＮＯカートリッジ１０Ａ若しくは１０Ｂの一部の例と共に用いられるのに適している。この例では、ガス送達デバイス２０Ｄは、ｉ）チャンバー２４、チャンバー２４内に固定化されたＮＯカートリッジ１０’、１０Ａ又は１０Ｂ（ＮＯカートリッジ１０’、１０Ａ又は１０Ｂは、光透過性基材１２’、光透過性基材１２’の表面Ｓ1に固定化された固体状光感性ＮＯドナー１４、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４に配置されたポーラス膜１６’を含む）、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４を光ｈｖに光透過性基材１２’を通して選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源２６を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム２２Ｃ、ｉｉ）酸素含有ガスＯＣを導入してＮＯガスを含む出力ガスＯＧを形成するためにチャンバー２４に機能可能に接続された吸気性ガス導管２８、並びに、ｉｉｉ）ＮＯ生成システム２２Ｄからの出力ガスＯＧのストリームを輸送する出口導管３０を含む。図５には特に図示されないが、固体状光感性ＮＯドナー１４は、接着剤１８（例えば、図１Ｂを参照して記載された）を用いて、又は、（例えば、図１Ｄ及び図１Ｅを参照して記載された）１つ若しくは複数のキャビティ２１を用いて基材１２’の表面Ｓ1に固定化され得ることを理解されたい。
【0112】
ガス送達デバイス２０Ｄを用いて、本方法は、光透過性基材１２’を通して、ＮＯドナー１４に光を照射するよう光源２６を動作させること、これによって、チャンバー２４内でドナー１４からＮＯが光分解によって放出され、酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４に導入すること、チャンバー２４においてＮＯ及び酸素含有ガスＯＣが混合して出力ガスＯＧを形成し、及び、出力ガスＯＧをチャンバー２４から所望の送達先に輸送することを含む。本方法及びガス送達デバイス２０Ｄの詳細を以下に記載する。
【0113】
デバイス２０ＤのＮＯ生成システム２２Ｄは、光分解が起こるチャンバー２４（つまり、光分解チャンバー）を含む。チャンバー２４は、図２を参照して記載されたチャンバーのいずれの例でもよい。
【0114】
ＮＯ生成システム２２Ｄは、カートリッジ１０’、１０Ａ又は１０Ｂも含む。ＮＯカートリッジ１０’は、図１Ｂを参照して記載された例のいずれでもよく、ＮＯカートリッジ１０Ａ、１０Ｂは、光透過性基材１２’及びポーラス膜１６’を含む図１Ｄ及び図１Ｅを参照して記載された例のいずれでもよい。
【0115】
ＮＯ生成システム２２Ｄは、光源２６も含む。カートリッジ１０’の基材１２’を通して伝達可能かつ固体状光感性ＮＯドナー１４の光分解を開始させる光を照射可能な任意の光源２６が用いられ得る。本明細書に記載の光源２６のいずれかが用いられ得る。
【0116】
図５に示される例では、光源２６は、光透過性基材１２’を通してＮＯドナー１４を光ｈｖに選択的に曝露するよう配置される。ＮＯカートリッジ１０’、１０Ａ又は１０Ｂのこの例では、膜１６’は透明又は不透明である。故に、不透明膜１６’が用いられた場合、図２に示される例とは異なり、デバイス２２Ｄの光源２６は膜１６’に光を向けるようには配置されず、むしろ、光を光透過性基材１２’に向けるように配置される。デバイス２２Ｄ中の光源２５は、照射された光が光透過性基材１２を通ってＮＯドナー１４に届くことが可能な限りにおいて、本明細書に開示された例のいずれかを用いて、チャンバー２４に取り付けられる、又は、チャンバー２４の内若しくは外に機能可能に配置されることがある。図５に示される例では、光源２６は、光透過性接着剤３６によってチャンバー２４に取り付けられる。他の例では、チャンバー２４は、光源２６と光透過性基材１２’との間に（図３の窓５４と類似の）窓を含むことがある。
【0117】
電子回路は、１つ又は複数の光源２６をいつＯＮ、ＯＦＦにするか、ＯＮサイクルの期間、光強度、表面出力密度などを制御するために光源２６に機能可能に接続されることがある。電子回路は、本明細書に記載されるような感知及びフィードバックシステムの一部であってもよい。
【0118】
光源２６は、例えば、カートリッジ１０’につき最大８時間など任意の時間間隔でＯＮにされることがあり、つまり、この時間間隔で光分解によってＮＯを放出することがある。カートリッジ１０’内のＮＯドナー１４の量によってより長時間の時間間隔もあり得る。ＮＯの生成を停止することが望ましい場合、光透過性基材１２’を通して光ｈｖがこれ以上ＮＯドナー１４に照射されないように光源２６はＯＦＦにされる。より大きな基材１２’が用いられた場合、及び／又は、より大量のＮＯドナー１４が用いられた場合、ＮＯ放出寿命はより長くなることがある。
【0119】
この例では、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスは、膜１６’を通ってチャンバー２４に浸透する。膜１６’は、エアロゾル液滴が生成されるのを防ぐ。
【0120】
図５に示されるガス送達デバイス２０Ｄは、酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４に導入するために（例えば、入口３２において）チャンバー２４に機能可能に接続される吸気性ガス導管２８も含む。吸気性ガス導管２８、酸素含有ガスＯＣ、及びガス供給源は、図２を参照して記載された例のいずれでもよい。酸素含有ガス供給源は、酸素含有ガスＯＣの吸気性ガス導管２８への流れを制御するために流量調整器を含む、又は、流量調整器に接続し得る。本明細書に記載される任意の好適なガス流量が用いられ得る。
【0121】
チャンバー２４では、酸素含有ガスＯＣは光分解によって放出されたＮＯガスと混合し、出力ガスストリームＯＧを形成する。出力ガスＯＧのストリームはＮＯ生成システム２２Ｄから、出口３４を通って出口導管３０に排出されることがある。出口導管３０は、出力ガスＯＧ中の少なくとも酸素含有ガスＯＣ及び一酸化窒素に対して浸透性が低い又は浸透性がない管のことがある。出口導管３０の長さも、ストリームが所望の送達先（例えば、受容者４０）に送達される前にＮＯ2が形成されることを回避するため、比較的短いことがある。受容者４０への送達直前に酸素含有ガスＯＣが導入されるため、ＮＯと酸素含有ガスＯＣとの接触時間が短いので、ＮＯ濃度への影響は最小限に抑えられる又は全くない。
【0122】
一部の例では、出力ガスＯＧストリームは、流量を制御するための調節装置を含むことがあるガス供給源からの圧力によって輸送されることがある。その他の例では、出力ガスＯＧストリームは、下流に位置する真空からの圧力によって輸送されることがある。
【0123】
ガス送達デバイス２０Ｄでは、出口導管３０は、送達導管４６に接続されることがある、又は、送達導管４６に機能可能に接続されることがある。送達導管４６は、出力ガスストリームＯＧを受容者／患者４０に輸送可能な吸入ユニット４８に機能可能に接続される。送達導管４６及び吸入ユニット４８は、図２を参照して本明細書に記載された例のいずれでもよい。
【0124】
ガス送達デバイス２０Ｄは、感知及びフィードバックシステムを更に含むことがある。一例では、感知及びフィードバックシステムは、出力ガスＯＧの一酸化窒素レベル（つまり、ＮＯ濃度）をモニターするために出力ガスストリームＯＧと接触するセンサー４２、並びに、センサー４２及び光源２６に機能可能に接続されるコントローラー４４を含む。コントローラー４４は、センサー４２からの一酸化窒素レベルに応じて光源２６のパラメータを調節することができる。この例のセンサーは、出力ガスＯＧの二酸化窒素レベルをモニターするためにも用いられることがある。（センサー４２、コントローラー４４、及び、電子回路を含む）感知及びフィードバックシステムは、図２を参照して本明細書に記載された例のいずれであってもよい。センサーデータ（つまり、出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ濃度及び／又は出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ2濃度）は、例えば、ＮＯ生成システム２２Ｂから放出されるＮＯを増加又は減少させるために、図２を参照して記載されるように用いられることがある。
【0125】
ガス送達デバイス２０Ｄは、二酸化窒素（ＮＯ2）フィルター５０も含むことがある。ＮＯ2フィルターは、出力ガスストリームＯＧが吸入ユニット４８に送達される前に出力ガスストリームＯＧを受け取るように、送達導管４６内に配置されることがある。本明細書に記載されるＮＯ2フィルター５０のいずれの例がガス送達デバイス２０Ｄ内で用いられてもよい。
【0126】
次に図６を参照すると、ガス送達デバイス２０Ｅの更に別の例が図示される。ガス送達デバイス２０Ｅは、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ及び１Ｅにそれぞれ示されるＮＯカートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂと共に用いられるのに適する。この例では、ガス送達デバイス２０Ｅは、ｉ）チャンバー２４、チャンバー２４内に含まれるＮＯカートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂ、及び、固体状光感性ＮＯドナー１４を光ｈｖに（例えば、直接、又は光透過性基材１２’を通して）選択的に曝露してＮＯガスを生成させるために機能可能に配置された光源２６を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム２２Ｅ、ｉｉ）酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４に導入するため、チャンバー２４に機能可能に接続される吸気性ガス導管２８、ｉｉｉ）少なくとも酸素含有ガスＯＣ及びＮＯガスのストリームをチャンバー２４から送達導管４６に輸送するための出口導管３０、並びに、ｉｖ）ストリームＯＧが送達導管４６に送達される前にストリームＯＧを受け取るよう配置された二酸化窒素フィルター５０を含む。
【0127】
ガス送達デバイス２０Ｅの場合、方法は、光をＮＯドナー１４に放射するよう光源２６を操作することであって、光はチャンバー２４内部のドナー１４からＮＯを光分解により放出する、操作すること、チャンバー２４に酸素含有ガスＯＣを導入することであって、チャンバー２４内でＮＯと酸素含有ガスＯＣがガス混合物を形成する、導入すること、ガス混合物をチャンバー２４から二酸化窒素フィルターに輸送することであって、二酸化窒素フィルターでは出力ガスＯＧを形成するようＮＯ2を減少させ又は除去することができる、輸送すること、及び出力ガスＯＧを送達導管４６に輸送することを含む。
【0128】
カートリッジ１０、１０’、１０Ａ、又は１０Ｂは、ＮＯ2をほとんど生成することができない又は全く生成することができないけれども、ガス送達デバイス２０Ｅは、カートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂのいずれかと共に使用してもよい。このデバイス２０Ｅは、カートリッジ１０’’と共に使用するのに特に適してよい。本明細書において言及したように、ＮＯカートリッジ１０’’は、ＮＯとＯ2の両方に透過性がある基材１２’’（例えばシリコーンゴム）を含んでもよく、したがってＮＯ2生成用のマイクロリアクターとして機能することができる。本実施例におけるチャンバー２４は酸素を含んでよく、チャンバー２４に導入される酸素含有ガスＯＣを有するので、ＮＯカートリッジ１０’’はＮＯガスを光分解により放出することに加えて、ＮＯ2を生成することもできる。ガスストリームを受容者４０に送達する前にＮＯ2を除去するために、二酸化窒素フィルター５０を使用してもよい。
【0129】
本方法及びガス送達デバイス２０Ｅの詳細をこれから説明する。
【0130】
このデバイス２０ＥのＮＯ生成システム２２Ｅには、光分解が起こるチャンバー２４（すなわち、光分解チャンバー）が含まれる。チャンバー２４は、図２を参照して説明されたチャンバーの例のいずれであってもよい。
【0131】
ＮＯ生成システム２２Ｅにはまた、カートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂが含まれる。ＮＯカートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂは、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、及び１Ｅを参照して説明された例のいずれであってもよい。
【0132】
ＮＯ生成システム２２Ｅにはまた、光源２６が含まれる。固体状光感性ＮＯドナー１４の光分解を起こさせる光を放射することができる任意の光源２６を使用してもよい。本明細書に記載された光源２６のいずれを使用してもよい。本実施例の光源２６の配置は、使用されるＮＯカートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂによることになる。例えば、ＮＯカートリッジ１０、１０Ａ、又は１０ＢのＮＯ透過性かつ光透過性膜１６に対して、又はＮＯカートリッジ１０’、１０Ａ、又は１０Ｂの光透過性基材１２’に対して、又はＮＯカートリッジ１０’’の基材１２’’に固定化されたＮＯドナーに対して、光を放射するよう光源２６を配置してもよい。
【0133】
光源２６をＯＮにする時及び光源２６をＯＦＦにする時、ＯＮサイクルの期間、強度、パワー面密度等を制御するよう電子回路を光源２６に機能可能に接続してもよい。この電子回路は、本明細書に記載したように感知及びフィードバックシステムの一部であってもよい。
【0134】
カートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂにつき、例えば最長８時間等の時間間隔で光源２６をＯＮにしてもよく、したがってこの時間間隔でＮＯを光分解により放出してもよい。カートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０ＢにあるＮＯドナー１４の量によっては、これより長い時間間隔を可能としてもよい。ＮＯの生成を中止することが望ましい場合は、ｈｖ光が光透過性基材１２’を介してＮＯドナー１４にそれ以上放射されないように光源２６をＯＦＦにする。大きい基材１２、１２’、１２’’を使用する場合及び／又は量が多いＮＯドナー１４を使用する場合には、ＮＯ放出時間を長くしてもよい。
【0135】
本実施例においては、ＮＯカートリッジ１０又はいくつかの例である１０Ａ又は１０Ｂを使用する場合、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスは、膜１６を透過してチャンバー２４に入る。本実施例においては、ＮＯカートリッジ１０’又はいくつかの例である１０Ａ又は１０Ｂを使用する場合、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスは、膜１６’を透過してチャンバー２４に入る。本実施例においては、ＮＯカートリッジ１０’’を使用する場合、ＮＯドナー１４から放出されたＮＯガスは、基材１２’’を透過してチャンバー２４に入る。
【0136】
図６に示すガス送達デバイス２０Ｅにはまた、酸素含有ガスＯＣをチャンバー２４に導入するために、チャンバー２４に機能可能に接続された吸気性ガス導管２８（例えば、入口３２）が含まれる。吸気性ガス導管２８、酸素含有ガスＯＣ、及びガス源は、図２を参照して言及される実施例のいずれであってもよい。酸素含有ガス源はまた、吸気性ガス導管２８に入る酸素含有ガスＯＣの流量を調製する流量調整器を含むことができ、又は流量調整器に連結することができる。本明細書に記載するように任意の好適なガス流量を用いてもよい。
【0137】
チャンバー２４において、酸素含有ガスＯＣは、光分解により放出されたＮＯガスと混合される。ＮＯカートリッジ１０’’を使用する場合、基材１２’’はＮＯガス及び酸素ガス用のマイクロリアクターとして機能してよく、したがって、チャンバー２４中で若干の二酸化窒素が形成されることもあってよい。このようにＮＯ生成システム２２Ｅの例の中には、チャンバー２４中のガス混合物にＮＯガス、酸素含有ガスＯＣ、及びＮＯ2が含まれることがある。
【0138】
本デバイス２０Ｅにおいては、チャンバー２４中のガス混合物は、出口３４を通じて出口導管３０まで輸送される。出口導管３０は、酸素含有ガスＯＣ及び出力ガスＯＧ中の一酸化窒素に対する透過性が低い又は透過性がないチューブであってよい。
【0139】
いくつかの実施例においては、ガス混合物をガス源からの圧力の結果として輸送してもよく、ガス源は流量を調整する調節装置を含んでもよい。他の実施例においては、ガス混合物は下流に配置された真空領域からの圧力の結果として輸送されてもよい。
【0140】
ガス送達デバイス２０Ｅにおいては、出口導管３０は、送達導管４６であってもよく、又は送達導管４６に機能可能に接続されてもよい。しかしながら、本実施例のデバイス２０Ｅにおいては、二酸化窒素（ＮＯ2）フィルター５０が２本の導管３０、４６の間に配置されている。ＮＯ2フィルター５０は、ガス混合物を受け取り、全てのＮＯ2を除去するかＮＯ2の量を低減させて本デバイス２０Ｅの出力ガスストリームＯＧを形成する。本明細書に記載されたＮＯ2フィルター５０の全ての実施例をガス送達デバイス２０Ｅに使用してもよい。
【0141】
本実施例において、出力ガスストリームＯＧを、次いでＮＯ2フィルター５０から、送達導管４６を介して、吸入ユニット４８まで輸送してよく、吸入ユニット４８は出力ガスストリームＯＧを受容者／患者４０に送達することができる。送達導管４６及び吸入ユニット４８は、図２を参照して本明細書に記載された実施例のいずれであってもよい。
【0142】
ガス送達デバイス２０Ｅはさらに、感知及びフィードバックシステムを含んでもよい。１つの実施例においては、この感知及びフィードバックシステムには、出力ガスＯＧがＮＯ2フィルター５０を通過した後の出力ガスＯＧの一酸化窒素レベル（すなわち、ＮＯ濃度）及び二酸化窒素レベル（すなわち、ＮＯ2濃度）をモニターするために、出力ガスストリームＯＧと接触するセンサー４２を含む。この感知及びフィードバックシステムはさらに、センサー４２及び光源２６に機能可能に接続されたコントローラー４４を含んでもよく、コントローラー４４を用いるとセンサー４２からの一酸化窒素レベル及び／又は二酸化窒素レベルに応じて光源２６のパラメータを調整することができる。
【0143】
感知及びフィードバックシステム（センサー４２、コントローラー４４、及び電子回路を含む）は、図２を参照して本明細書に記載された実施例のいずれであってもよい。センサーデータ（すなわち、出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ濃度及び／又は出力ガスストリームＯＧ中のＮＯ2濃度）は、例えばＮＯ生成システム２２ＥからのＮＯ放出量を増加又は減少させるために、図２を参照して記載されるように使用してもよい。
【0144】
例のＮＯカートリッジ１０、１０’、１０’’、１０Ａ、又は１０Ｂのいずれも、ガス送達デバイス２０Ａ～２０ＥのいずれかからのＮＯ放出量を増加させるために、並列配置に配列してもよいことが理解されよう。
【0145】
図２～図６には示していないが、ガス生成デバイス２０Ａ～２０Ｅは、やはり電子回路、ユーザーインターフェースパネル、センサー、フィルター、ガスポンプ等を含むことができる携帯用又は据え付け型の筐体に組み込んでもよい。２個の例示的な携帯型デバイス構成を、図８Ａ及び図８Ｂに示す。
【0146】
本開示をさらに説明するために、本明細書に実施例を示している。これらの実施例は例示することのみを目的としており、本開示の範囲を限定するものとして解釈してはならないことが理解されよう。
【実施例0147】
実施例１
【0148】
本実施例では、２個の異なるＮＯドナー、すなわちＳ－ニトロソ－Ｎ－アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）結晶又は固体Ｓ－ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）を、それぞれポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）薄膜にドープした。これらの実施例は図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’を表した。
【0149】
結晶又は固体粉末をそれぞれ未硬化シリコーンゴムと混ぜ合わせ、この混合物を薄膜に注型し、次いで硬化した。薄膜中のＳＮＡＰ結晶濃度又は固体ＧＳＮＯ濃度は１３重量％であり、この薄膜の直径は３ｍｍだった。
【0150】
光分解を起こさせてＮＯガスを生成させるために、表示波長が３８５ｎｍ、４７０ｎｍ、及び５６５ｎｍであるＬＥＤ光源を使用して薄膜を光に曝露した。各光源について、光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。アンペロメトリックセンサーを使用してＮＯレベルを検出した。
【0151】
図９Ａは、ａ）３８５ｎｍ、ｂ）４７０ｎｍ、及びｃ）５６５ｎｍ光に曝露した場合におけるＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の気相のＮＯレベルの反応速度を示し、図９Ｂは、ａ）３８５ｎｍ、ｂ）４７０ｎｍ、及びｃ）５６５ｎｍ光に曝露した場合におけるＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の累積ＮＯ放出量を示す。図１０Ａは、ａ）３８５ｎｍ、ｂ）４７０ｎｍ、及びｃ）５６５ｎｍ光に曝露した場合におけるＰＤＭＳ－ＧＳＮＯ薄膜の気相のＮＯレベルの反応速度を示し、図１０Ｂは、ａ）３８５ｎｍ、ｂ）４７０ｎｍ、及びｃ）５６５ｎｍ光に曝露した場合におけるＰＤＭＳ－ＧＳＮＯ薄膜の累積ＮＯ放出量を示す。
【0152】
図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、及び図１０Ｂの曲線は平均値を表し、エラーバーは３回の平行測定の平均値の標準誤差に対応する。図９Ａ～図１０Ｂの結果から、ＮＯガスを生成させるためにＳＮＡＰ及びＧＳＮＯを光分解することは、いくつかの異なる光源を用いて実現できることが示される。この結果からはまた、両ＮＯドナーには表示波長３８５ｎｍのＬＥＤが最も効果を発揮できることも示される。
【0153】
実施例２
【0154】
図９Ａ～図１０Ｂの結果から、ＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜及びＰＤＭＳ－ＧＳＮＯ薄膜を一定の光パワー面密度で照射しても、これらの薄膜からのＮＯ放出量は安定しないことが明らかとなった。したがって、追加の薄膜を調製し、図７に示されるものと同様のフィードバックシステムで試験した。
【0155】
本実施例においては、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）薄膜にドープした。これらの実施例は、図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’を表す。
【0156】
ＳＮＡＰ結晶を未硬化シリコーンゴムと混ぜ合わせ、この混合物を薄膜に注型し、次いで硬化した。薄膜中のＳＮＡＰ結晶濃度は１３重量％であり、この薄膜の直径は６ｍｍだった。
【0157】
光分解を起こさせてＮＯガスを生成させるために、表示波長が３８５ｎｍ、４７０ｎｍ、及び５６５ｎｍであるＬＥＤ光源を使用して薄膜を光に曝露した。各光源について、光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの窒素とした。本実施例において、アンペロメトリックＮＯセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルを連続的にモニターした。目標ＮＯレベルは１０００ｐｐｂとし、センサーからのフィードバックに基づいて必要であれば光パワー面密度を調整した。
【0158】
図１１Ａは、送達されたガスストリーム中のＮＯレベル（極太線）及び３８５ｎｍ、４７０ｎｍ、及び５６５ｎｍ光に曝露したＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の累積ＮＯ放出量（細線）を示す。図１１Ｂは、３８５ｎｍＬＥＤ光源、４７０ｎｍＬＥＤ光源、及び５６５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルを示す。
【0159】
目標ＮＯレベルを１０００ｐｐｂ、２５００ｐｐｂ、及び５０００ｐｐｂに設定して、追加のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜を試験した。この試験では、表示波長が３８５ｎｍの光源を使用し、スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの窒素とした。アンペロメトリックＮＯセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルを連続的にモニターし、センサーからのフィードバックに基づいて必要であれば光パワー面密度を調整した。
【0160】
図１２Ａは、送達されたガスストリーム中のＮＯレベル（極太線）及び３８５ｎｍ光に曝露したＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の累積ＮＯ放出量（細線）を示す。図１２Ｂは、各種目標ＮＯレベルでの３８５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルを示す。
【0161】
これらの結果から、本明細書に開示されたフィードバックシステムを用いるとＮＯ放出量を比較的むらがなく安定させることができることが示される。
【0162】
目標ＮＯレベルを５００ｐｐｂ、１０００ｐｐｂ、１５００ｐｐｂ、２０００ｐｐｂ、２５００ｐｐｂ、及び５０００ｐｐｂに段階的に変化させ、次いで逆方向に戻して、さらに他のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜を試験した。この試験では、表示波長が３８５ｎｍの光源を使用し、スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの窒素とした。アンペロメトリックＮＯセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルを連続的にモニターし、センサーからのフィードバックに基づいて必要であれば光パワー面密度を調整した。
【0163】
図１３Ａは、３８５ｎｍ光に曝露したＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜のＮＯ設定値及び実際に測定されたＮＯレベルを示す。図１３Ｂは、各種目標ＮＯレベルでの３８５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルを示す。
【0164】
目標ＮＯレベルを２５００ｐｐｂに設定して、さらに他のＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜を試験した。この試験では、表示波長が３８５ｎｍの光源を使用し、スイープガス（受容者ガス）は、各種流量の窒素とした。アンペロメトリックＮＯセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルを連続的にモニターし、センサーからのフィードバックに基づいて必要であれば光パワー面密度を調整した。
【0165】
図１４は、窒素ガス流量の逸脱に対するシステムの応答を示す。窒素ガス流量の複数の変化を中央に示し、ＮＯ放出量に対する効果を上部に示し、３８５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルに対する効果を下部に示す。
【0166】
実施例３
【0167】
一酸化窒素が生成される時を測定するために、窒素ガス及び空気を用いてＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜を試験した。
【0168】
本実施例においては、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）薄膜にドープした。これらの実施例は、図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’を表す。
【0169】
ＳＮＡＰ結晶を未硬化シリコーンゴムと混ぜ合わせ、この混合物を薄膜に注型し、次いで硬化した。薄膜中のＳＮＡＰ結晶濃度は１３重量％であり、この薄膜の直径は６ｍｍだった。
【0170】
光分解を起こさせてＮＯガスを生成させるために、表示波長が３８５ｎｍであるＬＥＤ光源を使用して薄膜を光に曝露した。光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。いくつかの試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの窒素とした。他の試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの空気とした。本実施例において、アンペロメトリックＮＯセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルを連続的にモニターした。目標ＮＯレベルは１０００ｐｐｂとし、センサーからのフィードバックに基づいて必要であれば光パワー面密度を調整した。
【0171】
図１５Ａは、送達されたＮ2又は空気ガスストリーム中のＮＯレベル（極太線）及び３８５ｎｍ光に曝露したＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の累積ＮＯ放出量（細線）を示す。図１５Ｂは、Ｎ2ガスストリーム又は空気ガスストリームと共に使用した場合の３８５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルを示す。
【0172】
図１５Ａ及び図１５Ｂの結果から、空気ガスストリームを使用すると二酸化窒素が形成されているのが分かる。ＮＯ2の形成は、酸素とＮＯの両者を非常に溶解しやすいので、ＰＤＭＳ薄膜で生じてもよい。そのため、本明細書に開示されたＮＯドナーをドープした薄膜と共にＮＯ2フィルター又は真空チャンバーを使用してもよい。
【0173】
実施例４
【0174】
実施例３の結果を基にして、以下の試験を実行した。本実施例においては、Ｓ－ニトロソ－Ｎ－アセチルペニシラミン（ＳＮＡＰ）をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）薄膜にドープした。これらの実施例は、図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’を表す。
【0175】
ＳＮＡＰ結晶を未硬化シリコーンゴムと混ぜ合わせ、この混合物を薄膜に注型し、次いで硬化した。薄膜中のＳＮＡＰ結晶濃度は３１．１ｍｇであり、この薄膜の直径は６ｍｍだった。
【0176】
光分解を起こさせてＮＯガスを生成させるために、表示波長が３８５ｎｍであるＬＥＤ光源を使用して薄膜を光に曝露した。光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。この試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量４０ＳＣＣＭの窒素とした。一度スイープガスがＮＯと混合したら、８０％Ｏ2ストリーム中２５００ｐｐｂでＮＯガスを送達するために、スイープガスを酸素ガス（流量１６０ＳＣＣＭ）と混合させた。２個のガスストリームを混合した後にＮＯ濃度を測定した。
【0177】
図１６Ａは、混ぜ合わせたストリーム中のＮＯレベル（実線）及び３８５ｎｍ光に曝露したＰＤＭＳ－ＳＮＡＰ薄膜の累積ＮＯ放出量（破線）を示す。図１６Ｂは、混ぜ合わせたストリームと共に使用した場合の３８５ｎｍＬＥＤ光源のパルス幅変調（ＰＷＭ）のデューティサイクルを示す。
【0178】
【0179】
実施例５
【0180】
実施例３の結果を基にして、以下の試験を実行した。本実施例においては、固体Ｓ－ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）薄膜にドープした。これらの実施例は図１Ｃに示されるＮＯカートリッジ１０’’を表す。
【0181】
固体ＧＳＮＯを未硬化シリコーンゴムと混ぜ合わせ、この混合物を薄膜に注型し、次いで硬化した。薄膜中の固体ＧＳＮＯ濃度は１３重量％であり、この薄膜の直径は６ｍｍだった。
【0182】
光分解を起こさせてＮＯガスを生成させるために、表示波長が４７０ｎｍであるＬＥＤ光源を使用して薄膜を光に曝露した。光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。この試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量２００ＳＣＣＭの窒素又は流量２００ＳＣＣＭの空気とした。ある窒素ストリームはそのままで試験し、別の窒素ストリームは調整済シリカゲルＮＯ2スクラバーを通過した後に試験し、空気ストリームは調整済シリカゲルＮＯ2スクラバーを通過した後に試験した。
【0183】
図１７Ａは、窒素ストリーム中のＮＯレベル及びＮＯ2レベルを示し、図１７Ｂは、調整済シリカゲルＮＯ2スクラバーを通過した後の窒素ストリーム中のＮＯレベル及びＮＯ2レベルを示し、図１７Ｃは、調整済シリカゲルＮＯ2スクラバーを通過した後の空気ストリーム中のＮＯレベル及びＮＯ2レベルを示す。このＮＯ2スクラバーを使用しても薄膜から得られるＮＯ収量が変化することはないが、酸素存在下で生成されるＮＯ2が除去される。これらの試験の全てにおいて放出された装填物量はゼロに近く、したがって、図１７Ａ～図１７Ｃでは見えない。
【0184】
実施例６
【0185】
基材の反対側の両面に粘着剤（クリスタルクリアゴリラ（登録商標）テープ）を貼り付け、Ｓ－ニトロソグルタチオン（ＧＳＮＯ）固形物を両面上にある粘着剤に塗布した。トラックエッチポリカーボネート薄膜をこの固形物の上に配置し、基材の両面に接着させた。本実施例は、図１Ａ及び図２に示されるＮＯカートリッジ１０を表した。
【0186】
光分解を起こさせて、ポリカーボネート膜を透過するＮＯガスを生成させるために、表示波長が４７０ｎｍであるＬＥＤ光源を使用してＮＯドナーを光に曝露した。各光源について、光パワー面密度を５１ｍＷ／ｃｍ2に設定した。この試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量４Ｌ／分の空気とした。送達されたガス中のＮＯレベルとＮＯ2レベルの両方を測定した。目標ＮＯレベル１０００ｐｐｂ、２０００ｐｐｂ、４０００ｐｐｂ及び８０００ｐｐｂで試験を実行し、センサーからのフィードバックに基づいて光強度を調節した。
【0187】
図１８Ａ～図１８Ｄは、各種目標レベルでの空気ストリーム中のＮＯレベル及びＮＯ2レベルを示す。これらのＮＯレベルは順調に目標レベルをたどり、ＮＯ2レベルは、たとえＮＯ2が存在したとしても最小だった（図１８Ｄ）。
【0188】
実施例７
【0189】
４個のＮＯカートリッジを含むシステムを作成した。
【0190】
各ＮＯカートリッジについて、キャビティが含まれるよう異なるパターン化された粘着剤作成した。各パターン化された粘着剤について、カッティングプロッタを用いて厚さ２００μｍ、直径４７ｍｍである３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅの円形ピースに面積６．２５ｍｍ2の六角形状の複数のキャビティを切断した。パターン化された粘着剤及び個々のキャビティの幾何学的形状は、図１Ｆに示されるものと同様とした。ライナーのうち１つをパターン化された粘着剤の各々から取り外し、パターン化された粘着剤の２つをガラス基材に接着させ、パターン化された粘着剤の他の２つを別のガラス基材に接着させた。ＳＮＡＰ２８０ｍｇをパターン化された粘着剤の各々のキャビティにスクリーン印刷した。ライナーの残りをパターン化された粘着剤の各々から取り外し、トラックエッチポリカーボネート薄膜／膜をパターン化された粘着剤の各々の上に配置し、パターン化された粘着剤の各々に接着させた。
【0191】
このシステムを作成するために、複数のガラス基材（各々がＮＯカートリッジのうち２つを含む）を上部と下部で共に封止し、各カートリッジの膜（１６又は１６’）が互いに面し、かつ空気が膜間を流れることができるようにした。このシステムの上面図を図２０Ａ（ＮＯカートリッジのうち２つを示す）に略図的に示し、システムの上部（図２０Ａに示される）からシステムの下部までの線に沿って切り取ったシステムの断面図を図２０Ｂに示す。図２０Ｂでは、キャビティ２１及びＮＯドナー１４と記された断面部が略図的に示されるが、図は実際には、そこに配置されたいくつかの個々のキャビティ及びＮＯドナーを含んでもよいことが理解されよう。
【0192】
この特定の実施例には使用されていないが、図２０Ｃには、いくつかのＮＯカートリッジを含む別の実施例が示されている。この実施例においては、１つのガラス基材（１２又は１２’）が使用され、パターン化された粘着剤がこのガラス基材の反対側の両面に接着されている。各パターン化された粘着剤のキャビティには、ＮＯドナーが充填され、膜（１６又は１６’）がパターン化された粘着剤の上に配置され、ＮＯドナーをキャビティ内部に配置させる。
【0193】
この実施例では、光分解を起こさせて、ポリカーボネート膜を透過するＮＯガスを生成させるために、表示波長が４７０ｎｍであるＬＥＤ光源を使用してキャビティ中のＮＯドナーを光に曝露した。この試験では、スイープガス（受容者ガス）は、流量４Ｌ／分の空気とした。アンペロメトリックガスセンサーを使用して送達されたガス中のＮＯレベルとＮＯ2レベルの両方を測定した（図１９でｉＮＯと記されたデータ）。光パワーを、アンペロメトリックＮＯガスセンサー信号及び参照信号としての目標ＮＯレベルに基づいてフィードバック制御した。出力ガスストリームのＮＯレベルとＮＯ2レベルを、オゾン化学発光ＮＯ及びＮＯｘ分析計により検証した（図１９でＮＯＡと記されたデータ）。
【0194】
図１９は、空気ストリーム中のＮＯレベル及びＮＯ2レベルを示す。ＮＯレベルは順調に目標レベルをたどり、ＮＯ2レベルは、たとえＮＯ2が存在したとしても最小だった。これらの結果から、低用量（１０ｐｐｍ）のＮＯ送達では、ＮＯ2スクラバーがなくても図１Ｄ及び図１Ｅに示される一酸化窒素カートリッジを使用できることが分かる。
【0195】
本明細書に記載する範囲は、記載範囲内の値又は小範囲を明確に示したものとして、記載範囲及び記載範囲内のすべての値又は小範囲を含むことが理解されよう。例えば、約３００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲は、約３００ｎｍ～約６００ｎｍと明示された限界のみならず、約３７５ｎｍ、約５２０．５ｎｍ、４５０ｎｍ、５９９ｎｍなどの数値、及び約３９５ｎｍ～約５９５ｎｍなどの小範囲も含むと解釈すべきである。さらに、ある値を説明するのに「約」が用いられている場合は、記載値とのわずかな差（±１０％まで）も含むことが意図されている。
【0196】
本明細書全体を通して「一実施例」、「別の実施例」、「ある実施例」等への言及は、当該実施例に関連して説明される特定の要素（特徴、構造、特性）が、本明細書で説明される少なくとも一つの実施例に含まれ、その他の実施例には存在する場合もしない場合もあることを意味する。また、文脈上明確に別途示されない限り、いずれかの実施例において説明された要素を、様々な実施例において適切な方法で組み合わせてもよいことが理解されよう。
【0197】
本明細書に開示された実施例を説明し、主張する際、単数形「１つの（ａ）」「１つの（ａｎ）」「１つの（ｔｈｅ）」には、文脈上明確に別途示されない限り、複数形の指示対象が含まれることとする。
【0198】
いくつかの実施例を詳細に説明したが、開示した実施例を変更してもよいことが理解されよう。したがって上述の説明は、非限定的であると考えられるべきである。
【図1A-C】
【図1D-F】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A-B】
【図9A-B】
【図10A-B】
【図11A-B】
【図12A-B】
【図13A-B】
【図14】
【図15A-B】
【図16A-B】
【図17A-C】
【図18A-B】
【図18C-D】
【図19】
【図20A-C】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス送達デバイスであって、
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
光透過性及びＮＯ透過性基材、及び
前記基材に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるように機能可能に配置された光源、
を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム、
酸素含有ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
前記チャンバーからデリバリー導管へと、少なくとも酸素含有ガスと前記ＮＯガスのストリームを輸送する出口導管、並びに
前記デリバリー導管にデリバリーされる前に、前記ストリームを受容するように配置された二酸化窒素フィルター
を含む、ガス送達デバイス。
一酸化窒素（ＮＯ）生成システムであって、
チャンバー、
前記チャンバー内に含有されたＮＯカートリッジであって、
光透過性及びＮＯ透過性基材、及び
前記基材に固定化された固体状光感性ＮＯドナー
を含む、ＮＯカートリッジ、及び
前記固体状光感性ＮＯドナーを光に選択的に曝露してＮＯガスを生成させるように機能可能に配置された光源、
を含む一酸化窒素（ＮＯ）生成システム、
酸素含有ガスを前記チャンバーに送達するための入口導管、
前記チャンバーからデリバリー導管へと、少なくとも酸素含有ガスと前記ＮＯガスのストリームを輸送する出口導管、並びに
前記デリバリー導管にデリバリーされる前に、前記ストリームを受容するように配置された二酸化窒素フィルター
を含む、ガス送達デバイス。
【請求項2】
前記出力ガス中のＮＯ2レベルが１体積百万分率（ｐｐｍｖ）未満である、請求項２に記載のガス送達デバイス。
【請求項3】
前記光透過性及びＮＯ透過性基材を介して、光を前記固体状光感性ＮＯドナーに選択的に適用することにより、請求項１に記載のガス送達デバイスを用いて一酸化窒素ガスを生成させること、
前記一酸化窒素ガスを前記酸素含有ガスと混合して前記出力ガスストリームを形成させること、ならびに
少なくとも吸入ユニットへの送達の前に前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベル及 び二酸化窒素レベルをモニターすること
を含む、方法。
前記一酸化窒素ガスを前記酸素含有ガスと混合して前記出力ガスストリームを形成させること、ならびに
少なくとも吸入ユニットへの送達の前に前記出力ガスストリームの一酸化窒素レベル及 び二酸化窒素レベルをモニターすること
を含む、方法。
【請求項4】
前記酸素含有ガスとの混合の前に、窒素ガスを用いて前記一酸化窒素ガスをスイープす ることをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記送達の前に二酸化窒素フィルターを通じて前記出力ガスストリームを伝達すること をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記酸素含有ガスが空気である、請求項３に記載の方法。