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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-12
(54)【発明の名称】身体の一部にエアロゾル化薬剤を送達するための装置
(51)【国際特許分類】
A61M 11/00 20060101AFI20240705BHJP
A61M 31/00 20060101ALI20240705BHJP
【ＦＩ】
A61M11/00 300Z
A61M31/00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024501779
(86)(22)【出願日】2022-07-12
(85)【翻訳文提出日】2024-03-07
(86)【国際出願番号】 IN2022050633
(87)【国際公開番号】W WO2023286082
(87)【国際公開日】2023-01-19
(31)【優先権主張番号】202121031193
(32)【優先日】2021-07-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524014411
【氏名又は名称】キュロサーム テクノソリューションズ エルエルピー
【氏名又は名称原語表記】ＣＵＲＯＴＨＥＲＭ ＴＥＣＨＮＯ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＬＬＰ
【住所又は居所原語表記】１８０６， Ｓｔｅｌｌａｒ， Ｍａｈａｖｉｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｅ， ＬＢＳ Ｍａｒｇ Ｂｈａｎｄｕｐ Ｗｅｓｔ Ｍｕｍｂａｉ ４０００７８ Ｍａｈａｒａｓｈｔｒａ （ＩＮ）
(74)【代理人】
【識別番号】100135194
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 智雄
(72)【発明者】
【氏名】メータ 二ラブ
(72)【発明者】
【氏名】アグラワル パルケシュ
【テーマコード（参考）】
4C066
【Ｆターム（参考）】
4C066AA01
4C066BB10
4C066CC05
(57)【要約】
身体の一部にエアロゾル化された薬剤を送達するための装置である。細長いシャフト（108）内に遠位方向に延びるヘッド部分を含むノズル（100）であって、前記ヘッド部分は以下を含む： 導電性電極ディスク（103、105）の間に取り付けられた圧電変換器（104、106）であって、前記圧電変換器（104、106）は、前記ノズル（100）を通過する間に薬剤の霧化を引き起こす液膜中に毛細管波を発生させ、前記ノズル（100）に設けられた開口部（101）であって、前記チューブ（112）が接続される開口部（101）であって、前記細長いシャフト（108）に設けられた通路（300）を貫通し、前記チューブ（112）を介して受容された薬剤の通過を可能にするために前記圧電変換器（104、106）および前記導電性電極ディスク（103、105）を貫通し、 前記細長いシャフト（108）は、その操作可能な近位端で本体部材（107）を支持し、開口部（109）を有し、前記薬剤は前記開口部（109）を通して分注される。
【選択図】 図３
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
身体の一部にエアロゾル化された薬剤を送達するための装置であって、以下を含む：- 細長いシャフト（108）内に遠位方向に延びるヘッド部分を含むノズル（100）であって、前記ヘッド部分が、
o 一対の導電性電極ディスク（103、105）の間に取り付けられた1つまたは複数の圧電変換器（104、106）であって、前記圧電変換器（104、106）は、前記ノズル（100）を通過する間に、薬剤の霧化をもたらす毛細管波を液膜中に形成するように構成されており；
o 前記ノズル（100）の操作可能な近位端に設けられた開口部（101）であって、その開口部（101）を通してチューブ（112）が接続され、前記開口部（101）は、前記細長いシャフト（108）内に設けられた通路（300）と連通し、前記チューブ（112）を通して受容された薬剤の通過を可能にするために、前記圧電変換器（104、106）および前記導電性電極ディスク（103、105）を通過する；および
- 前記細長いシャフト（108）が、その操作可能な近位端で本体部材（107）を支持し、その操作可能な遠位端で開口部（109）を有し、前記チューブ（112）を通して受け取られ、前記通路（300）を通過する前記薬剤が、前記開口部（109）を通して分注されること。
【請求項2】
請求項１に記載の装置であって、前記圧電振動子（104、106）は、円板状の圧電振動子（104、106）である。
【請求項3】
請求項１に記載の装置であって、前記ノズルの円錐面（110）は、サンドブラスト処理された円錐面（110）であり、前記表面を粗くすることによって液体原子間の凝集力を低下させ、その結果、高流量でも微細霧化を実現する。
【請求項4】
請求項１に記載の装置であって、前記本体部材（107）は、その平坦な操作可能な上面が前記ノズル（100）を支持するように構成された円筒状の本体部材（107）である。
【請求項5】
請求項１に記載の装置であって、前記ノズル（100）の操作上部に、前記圧電振動子（104、106）をその操作上部から保持するための締結機構（102）が備えられている。
【請求項6】
請求項１に記載の装置であって、前記ノズル（100）の操作底部に設けられ、その操作底部から前記圧電振動子（104、106）を保持する本体部材（107）が備えられている。
【請求項7】
請求項１に記載の装置であって、前記チューブ（112）は、ルアーコネクタによって、前記開口部（101）を介して前記ノズル（100）に接続されている。
【請求項8】
請求項１に記載の装置であって、前記チューブ（112）は重力送りチューブ（112）である。
【請求項9】
請求項１に記載の装置であって、ケーブル（113）が前記圧電トランスデューサ（104、106）に電位を印加する。
【請求項10】
請求項１に記載の装置であって、前記円筒状本体部材（107）は、前記ディスク（103、105）から離れて延び、前記円筒状本体部材（107）の直径よりも実質的に小さい直径を有する細長いシャフト（108）を形成する。
【請求項11】
請求項１に記載の装置であって、前記開口部（109）に隣接して円錐面（110）が備えられ、前記円錐面（110）は、前記細長いシャフト（108）の前記開口部（109）に隣接して最も狭くなるようにテーパしている。
【請求項12】
請求項１に記載の装置であって、前記開口部（109）に隣接する前記細長いシャフト（108）の操作可能な遠位端に段差（302）が備えられている。
【請求項13】
請求項１に記載の装置であって、前記圧電振動子（104、106）の振動数を制御するコントローラを備え、前期コントローラは、前記開口部（109）から分注される前に、薬物を液体状からナノ粒子ミストに微粒化する。
【請求項14】
請求項１に記載の装置であって、前記装置の動作周波数は20～80KHzの範囲である。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生物医学工学の分野に関する。
特に、本発明は、身体の一部にエアロゾル化薬剤を送達するための装置に関する。
特に、本発明は、身体の一部にエアロゾル化薬剤を送達するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
化学療法とは、がん細胞を破壊するために薬剤を使用することである。化学療法は、通常、がん細胞の増殖や分裂を抑え、細胞を増やさないようにすることで効果を発揮する。がん細胞は、通常、正常な細胞よりも速く増殖、分裂するため、化学療法はがん細胞により大きな効果をもたらす。化学療法では、多くの薬剤を静脈に直接注射する必要があり、これを静脈内投与（IV療法）という。
静脈内投与に比べ、腹腔内投与では腹腔内の薬物濃度が数倍に上昇する。
現在、卵巣がん、胸部がん、胃がん、大腸がんなど、さまざまな腫瘍型においてIP化学療法が生存に有利であることを示す臨床研究の証拠が増えつつある。腹腔内（IP）化学療法の有効性は、腹腔内への分布が悪く、組織への浸透性が低いために制限されている。
したがって、腹腔内化学療法を腹腔内に投与する新しい方法が必要とされている。
加圧下腹腔内エアロゾル化学療法（PIPAC）と呼ばれる先行技術では、層流気流を備えた手術室で、2つのバルーントロッカーを用いた腹腔鏡アクセスにより化学療法薬を投与する。第１段階では、12mmHgの圧力で常温の腹膜を確立する。第２段階では、細胞毒性溶液（通常の全身投与量の約10％）を圧力噴射器で腹腔内にエアロゾル化し、30分間維持する。第３段階では、エアロゾルを密閉吸引システムで除去する。
しかし、圧力下でエアロゾルを送達する先行技術から脱却する必要がある。先行技術の機構は、送達のためにサードパーティの圧力に頼らざるを得ず、したがって非効率的である。これらのサードパーティ圧力送達機構は、先行技術のノズルに薬剤を送達するための圧力を発生させるインジェクタである。これらの圧力インジェクタは嵩張る装置であり、典型的には、より大きな規模の病院で利用可能であり、CT、MRI、およびCATHLAB部門用の患者への放射線ダイ注入として主に使用されている。
このため、圧力インジェクタを持たない小規模の病院では、このような治療が制限される。
圧力及び/又は圧力インジェクタ及び/又は送達のためのサードパーティ機器に依存しない装置、機構、器具及び/又はシステムに対するニーズがある。
静脈内投与に比べ、腹腔内投与では腹腔内の薬物濃度が数倍に上昇する。
現在、卵巣がん、胸部がん、胃がん、大腸がんなど、さまざまな腫瘍型においてIP化学療法が生存に有利であることを示す臨床研究の証拠が増えつつある。腹腔内（IP）化学療法の有効性は、腹腔内への分布が悪く、組織への浸透性が低いために制限されている。
したがって、腹腔内化学療法を腹腔内に投与する新しい方法が必要とされている。
加圧下腹腔内エアロゾル化学療法（PIPAC）と呼ばれる先行技術では、層流気流を備えた手術室で、2つのバルーントロッカーを用いた腹腔鏡アクセスにより化学療法薬を投与する。第１段階では、12mmHgの圧力で常温の腹膜を確立する。第２段階では、細胞毒性溶液（通常の全身投与量の約10％）を圧力噴射器で腹腔内にエアロゾル化し、30分間維持する。第３段階では、エアロゾルを密閉吸引システムで除去する。
しかし、圧力下でエアロゾルを送達する先行技術から脱却する必要がある。先行技術の機構は、送達のためにサードパーティの圧力に頼らざるを得ず、したがって非効率的である。これらのサードパーティ圧力送達機構は、先行技術のノズルに薬剤を送達するための圧力を発生させるインジェクタである。これらの圧力インジェクタは嵩張る装置であり、典型的には、より大きな規模の病院で利用可能であり、CT、MRI、およびCATHLAB部門用の患者への放射線ダイ注入として主に使用されている。
このため、圧力インジェクタを持たない小規模の病院では、このような治療が制限される。
圧力及び/又は圧力インジェクタ及び/又は送達のためのサードパーティ機器に依存しない装置、機構、器具及び/又はシステムに対するニーズがある。
【発明の目的】
【0003】
本発明の目的は、腹腔内化学療法を腹腔内に投与するための新しい方法を提供することである。
本発明の別の目的は、緩和患者（palliative patient）の腹部に化学療法薬をエアロゾル化した形態で送達するための装置を提供することであり、その薬物送達は平均ナノメートルサイズ以下である。
本発明のさらに別の目的は、超音波下で化学療法薬をエアロゾル形態で送達するための装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、緩和患者の腹部に化学療法薬を送達するための、より容易な送達機構を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、エアロゾル化された化学療法薬を腹部に送達する間、その場にいるOT／OR要員の安全を確保する装置の安全な操作性を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、腹膜腔内によりよく到達するようにエアロゾル化化学療法薬を送達する間、薬物送達ノズルの安全な操縦性の可能性を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、送達のために圧力及び／又は圧力インジェクタ及び／又はいかなるサードパーティの装置にも依存しない装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、小規模の病院でも便利に使用できる装置を提供することである。
本発明の別の目的は、緩和患者（palliative patient）の腹部に化学療法薬をエアロゾル化した形態で送達するための装置を提供することであり、その薬物送達は平均ナノメートルサイズ以下である。
本発明のさらに別の目的は、超音波下で化学療法薬をエアロゾル形態で送達するための装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、緩和患者の腹部に化学療法薬を送達するための、より容易な送達機構を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、エアロゾル化された化学療法薬を腹部に送達する間、その場にいるOT／OR要員の安全を確保する装置の安全な操作性を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、腹膜腔内によりよく到達するようにエアロゾル化化学療法薬を送達する間、薬物送達ノズルの安全な操縦性の可能性を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、送達のために圧力及び／又は圧力インジェクタ及び／又はいかなるサードパーティの装置にも依存しない装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、小規模の病院でも便利に使用できる装置を提供することである。
【発明の概要】
【0004】
本発明によれば、身体の一部においてエアロゾル化された薬剤を送達するための装置が提供され、前記装置は以下を含む：
- 細長いシャフト内に遠位方向に延びるヘッド部分を含むノズルであって、前記ヘッド部分が以下を含む：
o 一対の導電性電極ディスクの間に取り付けられた1つまたは複数の圧電変換器であって、前記ノズルを通過する間に薬剤の霧化をもたらす毛細管波を液膜中に発生させるように構成され；
o 前記ノズルの操作可能な近位端に、チューブが接続される開口部を有し、前記開口部は、前記細長いシャフトに包含された通路と連通し、前記チューブを通して受容された薬物の通過を可能にするために、前記圧電変換器および前記導電性電極ディスクを通過し；及び
- 前記細長いシャフトは、その操作可能な近位端で本体部材を支持し、その操作可能な遠位端で開口部を有し、前記薬剤は、前記チューブを介して受け取られ、前記通路を通過して、前記開口部から分注される。
少なくとも一実施形態において、前記圧電振動子は円板状の圧電振動子である。
少なくとも一実施形態において、前記本体部材は、その平坦な操作上面が前記ノズルを支持するように構成された円筒状の本体部材である。
少なくとも一実施形態において、前記ノズルの操作上面には、前記圧電振動子をその操作上面から保持するための締結機構が設けられている。
少なくとも一実施形態において、前記ノズルの操作可能な底部に、前記圧電振動子をその操作可能な底部から保持するための本体部材が設けられる。
少なくとも一実施形態において、前記チューブは、ルアーコネクタによって、前記開口を通して、前記ノズルに接続される。
少なくとも一実施形態において、前記チューブは重力送りチューブである。
少なくとも一実施形態において、ケーブルが前記圧電変換器に電位を印加する。
少なくとも一実施形態において、前記円筒形本体部材は、前記ディスクから離れて延び、前記円筒形本体部材の直径よりも実質的に小さい直径を有する細長いシャフトを形成する。
少なくとも一実施形態において、前記開口部に隣接して円錐面が設けられ、前記円錐面は、前記細長いシャフトの前記開口部に隣接して最も狭くなるようにテーパしている。
少なくとも一実施形態において、段差が、前記開口部に隣接する前記細長いシャフトの操作可能な遠位端に設けられる。
少なくとも一実施形態において、前記圧電変換器の振動数を制御するコントローラが設けられ、この圧電変換器によって、前記開口部から分注される前に、薬物が液体形態からナノ粒子ミストへと霧化される。
少なくとも一実施形態において、前記装置の作動周波数は20～80KHzの範囲である。
- 細長いシャフト内に遠位方向に延びるヘッド部分を含むノズルであって、前記ヘッド部分が以下を含む：
o 一対の導電性電極ディスクの間に取り付けられた1つまたは複数の圧電変換器であって、前記ノズルを通過する間に薬剤の霧化をもたらす毛細管波を液膜中に発生させるように構成され；
o 前記ノズルの操作可能な近位端に、チューブが接続される開口部を有し、前記開口部は、前記細長いシャフトに包含された通路と連通し、前記チューブを通して受容された薬物の通過を可能にするために、前記圧電変換器および前記導電性電極ディスクを通過し；及び
- 前記細長いシャフトは、その操作可能な近位端で本体部材を支持し、その操作可能な遠位端で開口部を有し、前記薬剤は、前記チューブを介して受け取られ、前記通路を通過して、前記開口部から分注される。
少なくとも一実施形態において、前記圧電振動子は円板状の圧電振動子である。
少なくとも一実施形態において、前記本体部材は、その平坦な操作上面が前記ノズルを支持するように構成された円筒状の本体部材である。
少なくとも一実施形態において、前記ノズルの操作上面には、前記圧電振動子をその操作上面から保持するための締結機構が設けられている。
少なくとも一実施形態において、前記ノズルの操作可能な底部に、前記圧電振動子をその操作可能な底部から保持するための本体部材が設けられる。
少なくとも一実施形態において、前記チューブは、ルアーコネクタによって、前記開口を通して、前記ノズルに接続される。
少なくとも一実施形態において、前記チューブは重力送りチューブである。
少なくとも一実施形態において、ケーブルが前記圧電変換器に電位を印加する。
少なくとも一実施形態において、前記円筒形本体部材は、前記ディスクから離れて延び、前記円筒形本体部材の直径よりも実質的に小さい直径を有する細長いシャフトを形成する。
少なくとも一実施形態において、前記開口部に隣接して円錐面が設けられ、前記円錐面は、前記細長いシャフトの前記開口部に隣接して最も狭くなるようにテーパしている。
少なくとも一実施形態において、段差が、前記開口部に隣接する前記細長いシャフトの操作可能な遠位端に設けられる。
少なくとも一実施形態において、前記圧電変換器の振動数を制御するコントローラが設けられ、この圧電変換器によって、前記開口部から分注される前に、薬物が液体形態からナノ粒子ミストへと霧化される。
少なくとも一実施形態において、前記装置の作動周波数は20～80KHzの範囲である。
【図面の簡単な説明】
【0005】
次に、本発明を添付図面に関連して説明する。
図1は、本発明の装置のノズルの等角図である。
図2は、図1に示されたノズルの上面図である。
図3は、本発明に従って構成されたノズルの主要要素を示す断面図である。
図4は、本発明の装置の作動のためのブロック図である。
図5は、46nmから176nmのサイズの範囲のより小さい粒子サイズが、組織における薬物の吸収を増強することを示す図である。
図6は、薬物の粒子径が小さくなることにより、組織への薬物の浸透深度が800μmまで増大することを示す図である。
図1は、本発明の装置のノズルの等角図である。
図2は、図1に示されたノズルの上面図である。
図3は、本発明に従って構成されたノズルの主要要素を示す断面図である。
図4は、本発明の装置の作動のためのブロック図である。
図5は、46nmから176nmのサイズの範囲のより小さい粒子サイズが、組織における薬物の吸収を増強することを示す図である。
図6は、薬物の粒子径が小さくなることにより、組織への薬物の浸透深度が800μmまで増大することを示す図である。
【発明の詳細な説明】
【0006】
本発明によれば、身体の一部にエアロゾル化薬剤を送達するための装置が提供される。
本発明のこの装置は、典型的には、腹腔内にエアロゾルの形態で腹腔内（IP）化学療法を投与する適用における新しい方法を容易にする。
図1はノズルの等角図である。
図2は、図1に示されたノズルの上面図である。
図3は、本発明に従って構成されたノズルの主要要素を示す断面図である。
少なくとも一実施形態では、装置はノズル（100）からなる。ノズル（100）は、ノズル（100）を通過する間に薬剤の霧化をもたらす毛管波を液膜中に形成する1つ以上の圧電変換器（104、106）から構成される。
通常、ノズル（100）は、一対の導電性電極ディスク（103、105）の間に取り付けられた1つ以上のディスク状の圧電トランスデューサ（104、106）から構成される。
電位はRF同軸ケーブル（113）を通して印加される。
図面、特に図1を参照すると、本発明に係るノズル100が図示されている。ヘッド部分を形成するノズル（100）は、一対の導電性電極ディスク（103、105）と円筒形本体部材（107）（支持部材である）の平坦面との間に取り付けられたディスク形圧電振動子（104、106）からなる。RF同軸ケーブル（113）を介して電位が印加される。円筒形の本体部材（107）と締結機構（102）は、圧電振動子（104、106）の保持体（上部と下部）である。ノズル(100)の後部本体部材(111)には開口部(101)があり、この開口部を介してチューブ(112)(これは点滴セットであってもよい)がルアーコネクタの助けを借りて接続される。開口部(101)には、薬剤が流れる通路(300)がある。円筒形本体部材（107）はディスク（103、105）から離れて延び、円筒形本体部材（107）の直径よりも実質的に小さい直径を有する細長いシャフト（108）を形成する。ノズル(100)の遠位端、すなわち細長いシャフト(108)の自由端（ノズルステム）には開口部(109)が設けられ、そこから薬剤が吐出される。開口部(109)に隣接して円錐面(110)が設けられ、円錐面(110)は細長いシャフト(108)の開口部(109)に隣接して最も狭くなるようにテーパが形成されている。流量とノズルの相関のために、ノズルの円錐面（110）はサンドブラスト加工され、表面を粗くすることで液体原子間の凝集力を低下させ、その結果、さらに高い流量で微細霧化を実現する。
図3を参照すると、細長いシャフト(108)内の通路(300)は、開口部(109)から分注される前に薬剤が流れることを可能にする。参照符号301は、円筒形本体部材（107）からその接続された細長いシャフト（108）への直径の変化に対応するためのノズル（100）の湾曲を指す。遠位端には、段差（302）が設けられている。少なくとも一実施形態において、この装置は、圧電変換器（104）の振動数を制御するために使用できるコントローラを備えており、このコントローラは、希釈された薬剤を液体形態からナノ粒子ミストへと霧化し、本発明のノズル（100）を介して腹腔内に噴霧／送達することができる。ノズルは、コントローラに適合し、特定の用途に特化するようにカスタマイズまたはオーダーメイドされる。
本発明の装置によって生成される粒子の大きさは、振動数、表面張力、液体の粘度に依存する。粒子径は振動数に反比例するので、振動数を上げて粒子径を小さくすることができる。この装置では、液体は小さなオリフィスから押し出されるのではなく、超音波がエアロゾルを生成する大きな流路を通って流れる。
少なくとも一実施形態において、ノズル(100)は同軸RFケーブル(113)を介してコントローラユニットに接続され、このケーブルを通して電位が印加される。円錐面（110）は、ノズル（100）に接続されたルアーコネクタを通して接続される。圧電振動子(104,106)の保持体として、円筒状の本体部材(107)と固定機構(102)がある。ノズル(100)の後部本体部材(111)には開口部(101)があり、この開口部を通してチューブ(112)がルアーコネクタの助けを借りて接続される。
ノズルステム(108)は、その操作側遠位端に円錐面(110)を有し、ノズルステム(108)の最も狭い部分が開口部(109)に隣接している。参照符号300は、薬剤の流れのための通路を示す。
少なくとも一実施形態において、制御装置による作動により、ノズル（100）の識別が開始される。この段階では、ノズルの状態、すなわち既に使用されているか、新しいノズル（100）であるかをチェックする。識別フェーズを再度確認し、キーを押すと、コントローラはノズル（100）への電力供給を開始する。チューブ(112)内にあるピンチバルブが開き、ノズル(100)の先端から薬剤が噴霧され始める。
通常、この装置の動作周波数は20～80KHzの範囲である。
少なくとも一実施形態では、本発明の装置を用いると、薬剤はチューブ(112)内を重力下で流れるので、圧力注入器や第三者の装置は必要ない。
本発明の装置は、超音波下でエアロゾルを生成し、送達するように構成されている。先行技術と比較して、これは遥かに効果的であり、セットアップと送達が遥かに容易である。この装置は、サードパーティの圧力インジェクタに依存しない。緩和ケアに関する処置は反復的な処置であるため、本装置は、独立した、サードパーティに依存しない装置であることを理由に、コスト削減が可能であるため、より使用しやすい。
好ましくは、RFID技術を使用して、同じノズルの複数回の再使用／誤使用を防止する。
好ましくは、装置全体がチタン製である。これは、チタンがこの装置の構造に与える音響特性のためである。
図4は、本発明の装置の動作を示すブロック図である。
非限定的な例示的実施形態によれば、PIPACのような治療手順は、緩和患者に対して6週間ごとに、6～8回以上繰り返される。先行技術の機構は巨大なセットアップを必要とするため、小規模の病院ではセットアップができない。そのため、患者がより良い治療を受けることは、入手可能性と経済的な問題から不可能である。
しかし、本発明の装置は、独立しており、携帯可能であるため、使用するのに便利である。従って、この装置は、小規模の病院でも使用することができ、それによって、従来技術の入手可能性と価格の問題を克服することができる。
また、本発明者らは、先行技術の機構では、希釈された化学療法のエアロゾル化されていない数滴がそのまま送達されることを観察した。対照的に、本発明の装置では、最初の投与からエアロゾル化された薬剤が投与される。
また、本発明者らにより、先行技術の機構では、圧力ベースのエアロゾル化技術により、腹部に送達される平均粒子サイズはミクロン（マイクロメートル）サイズであることが観察された。対照的に、本発明の装置によるNAC（ナノエアロゾル化化学療法）技術を使用して腹部に送達される平均粒子サイズはナノメートルサイズである。したがって、組織への浸透深度がより深くなり、組織内での薬物濃度がよりよくなり、組織上での薬物分布がよりよくなる。典型的には、先行技術の機構を用いた場合、粒子≧3μmの体積は97.5％、粒子≦3μmの体積は2.5％であるのに対し、本発明の装置を用いた場合、粒子≦150nmの体積は95％、粒子≧150nm、粒子≦500nmの体積は5％である。すべての粒子はナノメートル領域である。
本発明者らはさらに、先行技術のエアロゾル化装置に面した腹膜表面上では、より大きな液滴が主にインパクションおよび重力沈降によって沈着し、腹腔内の薬物分布が乏しくなることを観察した。対照的に、本発明の装置を用いると、粒径が46nmから176nmのナノメートルサイズであるため、腹腔内で均一に分散することができ、アクセスしにくい領域にも広がることができるため、バイオアベイラビリティが向上し、治療成績が向上する。
図５は、46nmから176nmの粒子径が小さいほど、組織内での薬物の吸収が促進されることを示している。
図６は、薬物粒子径が小さくなったことにより、組織内への薬物浸透深度が800μmまで増大したことを示している。
さらに、本発明の装置を使用することにより、以下のことが観察された。
- ノズルの操作が可能であるため、腹腔内に均一な薬物分布が得られ、組織内の薬物濃度が高くなるため、薬物の生物学的利用能が向上する。
- 手順を行うためのサードパーティ圧力インジェクタが不要であるため、小規模の病院設備で行うことができ、すべての必要な患者への利用可能性／アクセス性を高める。
- 粒子径の帯域幅が狭い。
本明細書が化学療法に関連して書かれているとしても、本装置に関連して使用できる薬剤は何でもよいことを理解されたい。
本発明の技術的進歩は、IP治療のために薬物を超音波霧化する装置を提供することにある。この薬物送達は、従来技術の加圧霧化よりもはるかにタイトな液滴サイズ分布を有する。ここで、超音波の影響下で霧化された薬物は、ナノメートル単位の粒子径を有する。本発明の装置を用いると、浸透深度が深くなり、薬剤の吸収がよくなる。本発明の装置を使用した薬剤の流れは、重力送りである。このため、一般に大きな病院でのみ見られ、先行技術の機構で通常必要とされる、高価でかさばり、持ち運びできない圧力インジェクタシステムは不要である。さらに、ナノ粒子サイズの帯域幅が狭いため、本発明の装置を使用した薬物分布は、腹腔内全体に均一に沈着する。
この詳細な説明は、例示の目的で特定の具体的な実施形態を開示しているが、以下の特許請求の範囲に定義される本発明の精神および範囲からの逸脱を構成しない様々な変更が当業者には明らかであり、前述の説明事項は、単に本発明の例示として解釈され、限定として解釈されないことを明確に理解されたい。
本発明のこの装置は、典型的には、腹腔内にエアロゾルの形態で腹腔内（IP）化学療法を投与する適用における新しい方法を容易にする。
図1はノズルの等角図である。
図2は、図1に示されたノズルの上面図である。
図3は、本発明に従って構成されたノズルの主要要素を示す断面図である。
少なくとも一実施形態では、装置はノズル（100）からなる。ノズル（100）は、ノズル（100）を通過する間に薬剤の霧化をもたらす毛管波を液膜中に形成する1つ以上の圧電変換器（104、106）から構成される。
通常、ノズル（100）は、一対の導電性電極ディスク（103、105）の間に取り付けられた1つ以上のディスク状の圧電トランスデューサ（104、106）から構成される。
電位はRF同軸ケーブル（113）を通して印加される。
図面、特に図1を参照すると、本発明に係るノズル100が図示されている。ヘッド部分を形成するノズル（100）は、一対の導電性電極ディスク（103、105）と円筒形本体部材（107）（支持部材である）の平坦面との間に取り付けられたディスク形圧電振動子（104、106）からなる。RF同軸ケーブル（113）を介して電位が印加される。円筒形の本体部材（107）と締結機構（102）は、圧電振動子（104、106）の保持体（上部と下部）である。ノズル(100)の後部本体部材(111)には開口部(101)があり、この開口部を介してチューブ(112)(これは点滴セットであってもよい)がルアーコネクタの助けを借りて接続される。開口部(101)には、薬剤が流れる通路(300)がある。円筒形本体部材（107）はディスク（103、105）から離れて延び、円筒形本体部材（107）の直径よりも実質的に小さい直径を有する細長いシャフト（108）を形成する。ノズル(100)の遠位端、すなわち細長いシャフト(108)の自由端（ノズルステム）には開口部(109)が設けられ、そこから薬剤が吐出される。開口部(109)に隣接して円錐面(110)が設けられ、円錐面(110)は細長いシャフト(108)の開口部(109)に隣接して最も狭くなるようにテーパが形成されている。流量とノズルの相関のために、ノズルの円錐面（110）はサンドブラスト加工され、表面を粗くすることで液体原子間の凝集力を低下させ、その結果、さらに高い流量で微細霧化を実現する。
図3を参照すると、細長いシャフト(108)内の通路(300)は、開口部(109)から分注される前に薬剤が流れることを可能にする。参照符号301は、円筒形本体部材（107）からその接続された細長いシャフト（108）への直径の変化に対応するためのノズル（100）の湾曲を指す。遠位端には、段差（302）が設けられている。少なくとも一実施形態において、この装置は、圧電変換器（104）の振動数を制御するために使用できるコントローラを備えており、このコントローラは、希釈された薬剤を液体形態からナノ粒子ミストへと霧化し、本発明のノズル（100）を介して腹腔内に噴霧／送達することができる。ノズルは、コントローラに適合し、特定の用途に特化するようにカスタマイズまたはオーダーメイドされる。
本発明の装置によって生成される粒子の大きさは、振動数、表面張力、液体の粘度に依存する。粒子径は振動数に反比例するので、振動数を上げて粒子径を小さくすることができる。この装置では、液体は小さなオリフィスから押し出されるのではなく、超音波がエアロゾルを生成する大きな流路を通って流れる。
少なくとも一実施形態において、ノズル(100)は同軸RFケーブル(113)を介してコントローラユニットに接続され、このケーブルを通して電位が印加される。円錐面（110）は、ノズル（100）に接続されたルアーコネクタを通して接続される。圧電振動子(104,106)の保持体として、円筒状の本体部材(107)と固定機構(102)がある。ノズル(100)の後部本体部材(111)には開口部(101)があり、この開口部を通してチューブ(112)がルアーコネクタの助けを借りて接続される。
ノズルステム(108)は、その操作側遠位端に円錐面(110)を有し、ノズルステム(108)の最も狭い部分が開口部(109)に隣接している。参照符号300は、薬剤の流れのための通路を示す。
少なくとも一実施形態において、制御装置による作動により、ノズル（100）の識別が開始される。この段階では、ノズルの状態、すなわち既に使用されているか、新しいノズル（100）であるかをチェックする。識別フェーズを再度確認し、キーを押すと、コントローラはノズル（100）への電力供給を開始する。チューブ(112)内にあるピンチバルブが開き、ノズル(100)の先端から薬剤が噴霧され始める。
通常、この装置の動作周波数は20～80KHzの範囲である。
少なくとも一実施形態では、本発明の装置を用いると、薬剤はチューブ(112)内を重力下で流れるので、圧力注入器や第三者の装置は必要ない。
本発明の装置は、超音波下でエアロゾルを生成し、送達するように構成されている。先行技術と比較して、これは遥かに効果的であり、セットアップと送達が遥かに容易である。この装置は、サードパーティの圧力インジェクタに依存しない。緩和ケアに関する処置は反復的な処置であるため、本装置は、独立した、サードパーティに依存しない装置であることを理由に、コスト削減が可能であるため、より使用しやすい。
好ましくは、RFID技術を使用して、同じノズルの複数回の再使用／誤使用を防止する。
好ましくは、装置全体がチタン製である。これは、チタンがこの装置の構造に与える音響特性のためである。
図4は、本発明の装置の動作を示すブロック図である。
非限定的な例示的実施形態によれば、PIPACのような治療手順は、緩和患者に対して6週間ごとに、6～8回以上繰り返される。先行技術の機構は巨大なセットアップを必要とするため、小規模の病院ではセットアップができない。そのため、患者がより良い治療を受けることは、入手可能性と経済的な問題から不可能である。
しかし、本発明の装置は、独立しており、携帯可能であるため、使用するのに便利である。従って、この装置は、小規模の病院でも使用することができ、それによって、従来技術の入手可能性と価格の問題を克服することができる。
また、本発明者らは、先行技術の機構では、希釈された化学療法のエアロゾル化されていない数滴がそのまま送達されることを観察した。対照的に、本発明の装置では、最初の投与からエアロゾル化された薬剤が投与される。
また、本発明者らにより、先行技術の機構では、圧力ベースのエアロゾル化技術により、腹部に送達される平均粒子サイズはミクロン（マイクロメートル）サイズであることが観察された。対照的に、本発明の装置によるNAC（ナノエアロゾル化化学療法）技術を使用して腹部に送達される平均粒子サイズはナノメートルサイズである。したがって、組織への浸透深度がより深くなり、組織内での薬物濃度がよりよくなり、組織上での薬物分布がよりよくなる。典型的には、先行技術の機構を用いた場合、粒子≧3μmの体積は97.5％、粒子≦3μmの体積は2.5％であるのに対し、本発明の装置を用いた場合、粒子≦150nmの体積は95％、粒子≧150nm、粒子≦500nmの体積は5％である。すべての粒子はナノメートル領域である。
本発明者らはさらに、先行技術のエアロゾル化装置に面した腹膜表面上では、より大きな液滴が主にインパクションおよび重力沈降によって沈着し、腹腔内の薬物分布が乏しくなることを観察した。対照的に、本発明の装置を用いると、粒径が46nmから176nmのナノメートルサイズであるため、腹腔内で均一に分散することができ、アクセスしにくい領域にも広がることができるため、バイオアベイラビリティが向上し、治療成績が向上する。
図５は、46nmから176nmの粒子径が小さいほど、組織内での薬物の吸収が促進されることを示している。
図６は、薬物粒子径が小さくなったことにより、組織内への薬物浸透深度が800μmまで増大したことを示している。
さらに、本発明の装置を使用することにより、以下のことが観察された。
- ノズルの操作が可能であるため、腹腔内に均一な薬物分布が得られ、組織内の薬物濃度が高くなるため、薬物の生物学的利用能が向上する。
- 手順を行うためのサードパーティ圧力インジェクタが不要であるため、小規模の病院設備で行うことができ、すべての必要な患者への利用可能性／アクセス性を高める。
- 粒子径の帯域幅が狭い。
本明細書が化学療法に関連して書かれているとしても、本装置に関連して使用できる薬剤は何でもよいことを理解されたい。
本発明の技術的進歩は、IP治療のために薬物を超音波霧化する装置を提供することにある。この薬物送達は、従来技術の加圧霧化よりもはるかにタイトな液滴サイズ分布を有する。ここで、超音波の影響下で霧化された薬物は、ナノメートル単位の粒子径を有する。本発明の装置を用いると、浸透深度が深くなり、薬剤の吸収がよくなる。本発明の装置を使用した薬剤の流れは、重力送りである。このため、一般に大きな病院でのみ見られ、先行技術の機構で通常必要とされる、高価でかさばり、持ち運びできない圧力インジェクタシステムは不要である。さらに、ナノ粒子サイズの帯域幅が狭いため、本発明の装置を使用した薬物分布は、腹腔内全体に均一に沈着する。
この詳細な説明は、例示の目的で特定の具体的な実施形態を開示しているが、以下の特許請求の範囲に定義される本発明の精神および範囲からの逸脱を構成しない様々な変更が当業者には明らかであり、前述の説明事項は、単に本発明の例示として解釈され、限定として解釈されないことを明確に理解されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】