JP4425795B2 - 乾燥粉末の分注方法およびシステム - Google Patents

Description

［関連出願］
本願は、２００３年５月８日に出願された米国特許出願第１０／４３４，００９号の一部継続出願であり、２００２年６月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／３９２，６７１号及び２００３年１月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／４４０，５１３号に対して優先権を請求する。上記の参照した出願内容は、参照することによってあたかも詳細に記載されているよう本願に組み込まれる。

［発明の分野］
本発明は、薬物、化学物質及びトナーなどの乾燥粉末物質の分配に関しており、用量調整された医薬品に対して特に好適である。

医薬産業界では、細かい乾燥粉末、特に吸入製品を対象にしたものは、吸入器に直接詰める又は「充填」できるか又は間接的に、使用時に吸入器の配送機構がアクセスできる容器の中に詰める又は「充填」することができる。一般的に説明すると、公知の１つ又は複数用量用の乾燥粉末吸入装置（「ＤＰＩ」）は、（ａ）分配する前に装置に挿入できる薬物を含むカプセル又はブリスタなどの、個別の事前に計量された用量、又は（ｂ）適当な用量を分配する分配チャンバを介して患者に連続した量の薬物を投与するように構成されたバルク粉末リザーバ（bulk powder reservoir）を使用する。Primeらの「Review of Dry Powder Inhalers」、26 Adv. Drug Delivery Rev.、ページ５１〜５８（１９９７）、及びHickeyらの「A new millennium for inhaler technology」、21 Pharm. Tech, n. 6、ページ１１６〜１２５（１９９７）を参照されたい。

このように、充填は、充填容器に応じて、複数の用量又は単位（１つ）用量を生成するために実行される。用量の均一性及び規定コンプライアンスを確実に順守するために、正確に割り当てられたすなわち計量された量を提供する方法で粉末を充填して、正確で有効な用量を患者に与える必要がある。現在では、乾燥粒子の賦形剤又は添加剤を有効な乾燥粉末成分に加えて、充填を容易にできるようにしている。現在の１つすなわち単位用量の粉末量は一般に、約１０〜３０ｍｇの範囲である。充填用量の低値域は、利用可能な充填プロトコルによって限定される。すなわち、乾燥粉末の流動性は比較的乏しいため、正確な充填を行うことは難しい。

多くの従来の充填方法はホッパを使用しており、このホッパは、ホッパから目的の充填装置に向かう粉末の流れを容易にしようとするために変更されている。充填する間の乾燥粉末の計量は、米国特許第６，２２６，９６２号及び６，３５７，４９０号の中で説明されているように、一般に容積測定により行うことができる。容積測定による計量システムの別の実施例は、米国特許第５，８６５，０１２号及び６，２６７，１５５号の中で説明されている。これらの容積測定による計量システムは、薬剤に関連した量の粉末の流動化を促すために揺動する充填ヘッド（oscillating filling head）及び／又は振動を使用することを提案している。他の方法は、米国特許第５，７２７，６０７号の中で説明されているように、充填工程を容易にするために、圧縮空気などの気体媒体を注入することを提案している。しかしながら、この充填工程は重量測定による計量法を使用するが、この方法は一般に少量（ミリグラム量以下）の乾燥粉末を含む薬剤製品に対しては、概して実現可能ではない。前記特許は、参照により、あたかも詳細に説明されているよう全体として本願に組み込まれている。

多くの薬剤の乾燥粉末調合物は、乾燥粉末の薬物混合では小さい粒子を使用する。これらの小さい粒子は、凝集及び／又は粘着する力を受けることがある（すなわち、ある種の乾燥粉末は容易に凝集され、これは一般に相互に粘着する薬物粒子によって引き起こされる）。このことは結果として流動性を低くし、また分散が不均一になるため、信頼性のある充填動作ができなくなる。さらに、これらの多くの乾燥粉末の薬物は本質的に吸湿性があり、この性質も信頼性の高い充填動作を妨げる。その上、微細な又は低密度の乾燥粉末は、分配する間に浮動する又は自然にエアゾール化する傾向があり、このため均一に流れることを妨げる及び／又は分配を正確に測定又は計量することを難しくする。従って、従来の分配法には、用量の間に約１５から２０％の変動があると信じられている。

上記にもかかわらず、改良された及び／又は正確又は精密な乾燥粉末用のディスペンサ及び／又は少量の乾燥粉末を確実に配分できる分配システムを提供する必要性が存在する。

本発明は、乾燥粉末の均一な流体状の流れを向上させることができる方法、システム、装置及びコンピュータプログラム製品を提供する。幾つかの実施形態は、流動性を有する低密度の乾燥粉末を正確な単位の用量に分配するために特に好適である。他の実施形態は、中位の及び／又は単位密度の乾燥粉末に関する。

幾つかの実施形態では、動作は流れの間に乾燥粉末に伝達される非線形の振動入力エネルギーを利用できる。この伝達されたエネルギーを、大量生産の反復した充填環境においてさえ、凝集を抑制又は阻止するような方法で、乾燥粉末の物質を正確な計測で流動性良く配合するように構成又は生成することができる。幾つかの実施形態では、非線形の振動エネルギーはカスタマイズされ、凝集せずに均一な乾燥粉末の流体の流れを向上させる（すなわち、粉末を流動化する及び／又は液体流れ特性をシミュレートする）ために、特定の調合物すなわち薬物に関連した選択された周波数に対応する振動用入力信号を含む。エネルギーの入力は、電気的な手段、機械的な手段、又はそれらの組合せを含む何らかの好適な手段によって発生することができるが、これらの手段に限定されることはない。非線形信号は、非線形信号を粉末に加えるＰＶＤＦのフロア（Floor）（ＫＹＮＡＲ圧電フィルム又はポリフッ化ビニリデンとして公知である）を用いて、及び／又はアバランシェ間の時間（回転ドラムの中で測定される）などの流動特性を評価することによって実験的に決定することができる。

幾つかの特定の実施形態は、比較的小さい用量の低密度の乾燥粉末を分配することに向けられている。低密度の粉末の密度は、約０．８ｇ／ｃｍ³又はそれより小さい。用量は約１５ｍｇ未満であり、一般的には約１０μｇから１０ｍｇまでのオーダーである。

幾つかの実施形態では、非線形の振動入力エネルギーは、乾燥粉末の微小流動に関連して選択された周波数に対応する複数の所定の周波数を含む。これらの周波数は、流量評価装置及び／又は分配されるその特定の乾燥粉末の幾つかの流量パラメータを特徴付ける特性分析を用いて、実験的に選択することができる。微小流れ解析用パラメータの例には、アバランシェに対する動的な安息角又は時間、質量流量のフラクタル解析（(fractal analysis of mass flow)、又は当業者に公知の他の好適な解析方法に関連したパラメータが含まれる。

特定の実施形態では、粉末特定エネルギー信号を確立するために、アバランシェに対する動的な安息角又は時間に関連したデータのフーリエ変換のパワースペクトル及び／又は位相空間の複雑性分析（complexity analysis）を採用できる。分配の間に、非線形の振動エネルギーは、複数の周波数が選択された周波数の１つの重ね合わされた（重み付けられた）組合せを通して同時に伝達されるように動作することができる。伝達されたエネルギー信号は、変調された多重周波数入力信号として生成することができる。

幾つかの実施形態では、エネルギー入力信号は、約１５ｋＨｚから５０ｋＨｚの間の搬送周波数及び約１０〜５００Ｈｚの間の複数の変調周波数を有する振幅変調された信号などの非線形信号を含むことができる。システムは、所定の異なるエネルギー入力信号を用いて複数の異なった種類の乾燥粉末を連続的に調合できるようにするために、調合の目標にされたそれぞれの乾燥粉末の種々の信号に対して適合され、カスタマイズされた非線形信号を生成するように調整できる。

特定の実施形態では、乾燥粉末にほぼ均一な流体の流れをシミュレートさせるように乾燥粉末を流体状の方法で流すことができるので、測定された単位量の充填は、時間制御されたベースの分配システムを用いて自動的に実行することができる。このため、特定の分注ポートと結合された流路は、調合される所望量の乾燥粉末を計量するために所定の時間で繰り返し開閉することができる。

他の実施形態では、乾燥粉末の質量は、受取り部材上に配置された圧電活性物質の中の屈曲によって引き起こされた電気的パラメータの変化を測定することによって分配できる。この屈曲は、ぴんと張られた圧電材料上に分配される乾燥粉末の量すなわち重量によってもたらされる。分配された重量は、分配された質量を求めるために測定することができる検出可能な電気的特性中に変化を引き起こす。

本発明のいくつかの実施形態では、乾燥粉末の薬剤を用量間の変動が±１０％、一般に約±５％以下の精度で分配することに向けられ、乾燥粉末の調合物を分配するために必要な真空を用いて実行してよい。

本発明の他の実施形態は、微細で低密度の乾燥粉末のより安定した流体の流れを提供するために、粘着又は凝集をもたらすことなく嵩密度を増加させるための方法及び装置に向けられている。このため、本発明が意図した分配システムの幾つかの実施形態は、フロー分配（flow dispensing）する間に低密度の乾燥粉末の材料を排出することなく、また乾燥粉末の材料の粒子を凝集させずに、分配経路内の粉末床の部分を圧縮することによって、乾燥粉末の見掛けの嵩密度を増加させることに向けられる。

幾つかの実施形態では、乾燥粉末を分配する装置は、（ａ）幅、長さ、及び深さを有し、軸方向に間隔を空けて入口及び出口ポートを有し、軸方向の流れに対して約１０〜７５度の間の角度方向に伸びるように構成された細長い流路と、（ｂ）動作時には、下側の流路の最も下の部分から上方に離れるように曲げることができるように、流路の上に重なるように構成された可撓性の圧電層と、（ｃ）動作時には、圧電層を細長い流路の中で曲げるための信号を出力するように構成された、圧電層と動作的に結合された信号発生器と、を含むことができる。

幾つかの実施形態は、分注ポート及び乾燥粉末用の流路を有するホッパからの乾燥粉末を流動性を有するように分配する方法に向けられている。この方法には、（ａ）第１の乾燥粉末調合物の特性流動周波数（characteristic flow frequency）に対応した複数の異なる選択された周波数を含む第１の非線形振動入力信号を生成するステップと、（ｂ）この第１の非線形の振動入力信号を、第１の乾燥粉末の調合物が通過して流れる少なくとも１つの分注ポートを有する分注ホッパに加えるステップと、（ｃ）第１の乾燥粉末の第１の計量された量を分注ポートを通って受取り部材に分配するステップと、が含まれる。

特定の実施形態では、コンピュータプログラムのコードは、それぞれが流動性を有するように分配できる個別の乾燥粉末に関連した、複数の所定の異なった乾燥粉末特定の流量を増大させる振動エネルギー出力を含む。このシステムは、複数の異なった乾燥粉末を別々に分配するように構成することができる。制御モジュールは、分配される乾燥粉末を識別するためのユーザ入力を受け入れるコンピュータプログラムのコードを含むことができ、またこのコンピュータプログラムのコードは、分配される識別された乾燥粉末に基づいて、振動エネルギー生成ソースの出力を自動的また選択的に調整する。

幾つかの実施形態では、分配される乾燥粉末に関する所定の乾燥粉末特定の流量を増大させる振動エネルギー出力に対するコンピュータプログラムのコードは、乾燥粉末の流れ解析から実験的に得られたデータに準拠する。

別の実施形態は、分注ポートが接続された乾燥粉末用流路と、流体の流れを円滑にするためにそこに接続された振動エネルギーソースとを備えた、流動乾燥粉末分配システムを動作させるコンピュータプログラム製品に向けられる。このコンピュータプログラム製品はコンピュータが読取り可能な記憶媒体を含み、このコンピュータ読取り可能記憶媒体は前記媒体の中に組み込まれたコンピュータ読取り可能プログラムコードを有する。このコンピュータ読取り可能プログラムコードは、（ａ）それぞれの信号が複数の異なった乾燥粉末の各々に対するものであり、流量を増大させる振動エネルギー信号の各々が複数の乾燥粉末の個々にあらかじめ決められた流動特性のデータに対応する、複数の異なった粉末特定の流量を増大させる振動エネルギー信号を識別するコンピュータ読取り可能プログラムコード、及び（ｂ）複数の異なった振動エネルギー信号の中で識別されたときに、分配される乾燥粉末に関連した粉末特定振動エネルギー信号を用いて、分配システムを動作させるようにするコンピュータ読取り可能プログラムコードを含む。

本発明は方法と同様のシステムを提供することを意図しており、幾つかのシステムは前記のいずれかの方法の下で記載された動作の前に「〜するための手段」を挿入することによって説明できる。本発明のこれらの及び他の目的及び／又は態様は、以下に記載する明細書の中で詳細に説明される。

本発明の実施形態が示されている添付図を参照しながら、本発明を以下にさらに完全に記述する。しかしながら、本発明は多くの異なった形態で具体化することができるが、本願に記載された実施形態に限定されると解釈してはならない。全体を通して、同じ番号は同様の素子を指している。図面では、幾つかの層、構成要素又は特徴は簡潔に説明するため誇張されており、点線は特にそれ以外の指示がない限り選択自由の特徴又は動作を示す。「配分された（meted）」という用語は、「計量された」という用語と区別なく使用される。さらに、動作（又はステップ）の順序は、特に別の指定がない限り、特許請求の範囲で示された順序に限定されることはない。「取り付けられた」、「接続された」、「接触している」などの用語が使用される場合、それは特に他の指定がない限り直接的又は間接的のいずれかを意味することができる。さらに、「ホッパ」という用語は、分配システム内の装置又は流路の過渡部分（transient portion）若しくは保持部分を示すための説明を容易にするために広く使用され、分配ヘッド、流路の一部、及び／又はリザーバ本体など含むことができるが、これらに限定されることはない。図面は必ずしも縮尺通りに示されていない。

下記の本発明の説明では、幾つかの用語が特定の構造の他の構造に対する位置的な関係について触れるために利用される。「前」又は「前方」及びその派生語は、本願で使用される場合は、乾燥粉末が分配されるときに移動する一般的な又は第１の方向のことを指す。これらの用語は、「下流へ」という用語と同意語であると意図される。これは製造環境又は材料の流動環境の中で、移動している又は作用を受けている特定の材料が他の材料よりもその工程の中でさらに進むことを示すために頻繁に使用される。逆に、「後方に」及び「上流へ」という用語及びその派生語は、それぞれ前方及び下流方向と反対の方向のことを指す。

「非線形の」という用語は、本願で使用される場合、印加された振動作用又は信号が不規則な形状及び／又は周期を有することを意味する。これらの不規則な形状及び／又は周期は、複数の重ね合わされた周波数及び／又は時間の経過と共に変化する振幅（ピーク）及び一般の標準的な間隔（秒、分当たり等）に対するピーク幅を有する振動周波数の線形を一般に使用する。従来のシステムとは対照的に、この非線形の振動信号入力は、一定の周波数又は周期において固定した１つ又は定常状態の反復する振幅なしで動作する。このように、この非線形の振動入力は、可変振幅の動作（一次元、二次元及び／又は三次元の振動動作）を粉末に伝達できる。

本発明の装置及び方法は、薬物として処方されたもの、及び／又は経口及び／又は吸入配送用の医薬品を含む、乾燥粉末の別々に測定又は配分された量を分配することに特に最適である。乾燥粉末は薬剤製品として分配するために監督官庁によって承認されたもの、又は薬物試験、薬物の発見、臨床、又は臨床前の評価において使用される乾燥粉末又は商業的又は非商業的で科学的な研究及び／又は研究室の評価の対象物とすることができる。乾燥粉末は、１つ以上の有効な薬剤成分及び望ましい調合物又は混合物を形成する生体適合性の添加物を含むことができる。

本発明の実施形態は、低密度の乾燥粉末を分配することに特に好適である。しかしながら、他の実施形態は単位密度及び／又は中程度の密度の粉末を処理することを含む。「低密度の乾燥粉末」という用語は、約０．８ｇ／ｃｍ³以下の密度の乾燥粉末を意味する。特定の実施形態では、低密度の粉末の密度は約０．５ｇ／ｃｍ³以下である。「単位密度の乾燥粉末」という用語は、密度が約１ｇ／ｃｍ³である乾燥粉末を意味する。「中程度の密度の乾燥粉末」という用語は、０．８ｇ／ｃｍ³よりも大きく約１．２ｇ／ｃｍ³以下の密度を有する乾燥粉末を意味する。

幾つかの実施形態では、分配する間に、乾燥粉末は実質的に賦形剤などの添加剤がない、実質的にわずか１つ又はそれ以上の有効な薬剤成分を含むように処方される。「実質的に添加剤がない」という用語は、本願で使用される場合は、乾燥粉末が最小量の他の非生物薬理学的に有効な成分（non-biopharmacologically active ingredient）しか含まない、ほぼ純粋な有効な調合物であることを意味する。「最小量」という用語は、非有効成分は存在するが、有効成分に対して極めてわずかな量しか存在せず、分配された乾燥粉末の調合物の約１０％未満、好ましくは約５％未満しか含まれないことを意味し、また幾つかの実施形態では、非有効成分は痕跡量しか存在しない。

いずれにしても、乾燥粉末調合物の個々の又は単位用量の分配可能量は、有効又は不活性にかかわらず、１つの成分又は複数の成分とすることができる。不活性成分は、流動性を向上させるため又は所望の体系の目標への配送を容易にするために加えられる添加剤を含むことができる。乾燥粉末の薬物調合物の微粒子のサイズは、一定でなくても良い。この装置は、粒度が平均で約５０μｍ未満、また一般的には約０．５〜５０μｍの範囲の微粒子の乾燥粉末の調合物には特に好適である。幾つかの実施形態では、乾燥粉末の調合物の粒度は、約０．５μｍ〜２０．０μｍの範囲であり、より好ましくは約０．５μｍ〜８．０μｍの範囲である。乾燥粉末は、平均の粒径が約０．５〜０．８μｍの間の呼吸に適する低密度の乾燥粉末とすることができる。

乾燥粉末調合物は、単独で分配される又は流量を向上させる成分を含むように分配されることもできる。この流量を向上させる成分の粒度は、一般に有効な成分の粒度よりも大きい。幾つかの実施形態では、この流量を向上させる成分は、粒度約５０〜１００μｍ程度の賦形剤を含むことができる。賦形剤の実施例には、ラクトース及びトレハロースが含まれる。砂糖又は安全であると一般的に認められた（「ＧＲＡＳ」）他の賦形剤などの、他の種類の賦形剤も使用できるが、これらに限定されることはない。砂糖は、米国食品医薬品局（「ＦＤＡ」）によって凍結防止剤（例えば、マンニトール）又は溶解性増強剤（例えば、シクロデキストリン）として承認されている。

本発明の実施形態に基づいて分配された乾燥粉末を用いて処理される病気、異常又は疾患の実施例には、喘息、ＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）、インフルエンザ、アレルギー、嚢胞性線維症及び他の呼吸器疾患、及び糖尿病及び他の関連するインスリン抵抗性疾患が含まれるが、これらに限定されることはない。さらに、乾燥粉末吸入剤の投与は、抗菌薬、プロテアーゼインヒビター、及び核酸／オリギオヌクレオチド（oligionucleotide）などの局所的に作用する薬剤並びにロイプロリドのようなペプチド及びインスリンのような蛋白質などの全身性の薬剤を送り出すために使用できる。例えば、抗菌剤、例えば抗結核性化合物、蛋白質、例えば糖尿病治療又は他のインスリン抵抗性に関連した疾患のためのインスリン、ペプチド、例えば前立腺ガン及び／又は子宮内膜症の治療用の酢酸ロイプロリド及び嚢胞性線維症の遺伝子治療のための核酸又はオグリグヌクレオチド（ogligonucleotide）、の吸入器ベースの配送を行うことができる。例えば、Wolffらの「Generation of Aerosolized Drugs」、J. Aerosol. Med. ページ８９〜１０６（１９９４）を参照のこと。「Method for Administering ASP B28-Human Insulin」という名称の米国特許出願第２００１００５３７６１号及び「Method for Administering Monomeric Insulin Analogs」という名称の米国特許出願第２００１０００７８５３号も参照されたい。これらの特許出願の内容は、参照することにより、あたかも完全に説明されているように本願に組み込まれる。

乾燥粉末の一般的な単位用量は、患者の大きさ、全身的標的、及び特定の薬剤に依存して変化することができる。平均の成人（人間）用の吸入薬（賦形剤含有）に対する従来の一般的な乾燥粉末の用量は約１０〜３０ｍｇであり、平均的な若者の小児科の被験者については約５〜１０ｍｇである。一般的な乾燥粉末の薬剤には、アルブテロール、フルチカゾン（fluticasone）、ベクラメタゾン（beclamethasone）、クロモリン、テルブタリン、フェノテロール、βアゴニスト、サルメテロール（salmeterol）、ホルモテロール、グルココルチコイド、及びステロイドが含まれるが、これらに限定されることはない。

幾つかの実施形態では、投与されたボーラス又は投薬量は、従来の混合物に対して濃度を増加すること（有効成分の割合の増加）によって処方することができる。さらに、乾燥粉末の調合物は、従来の１０〜２５又は３０ｍｇの用量と比べた場合、小さい投薬量として構成することができる。例えば、各単位用量の乾燥粉末は、従来の用量の約６０〜７０％未満といった程度である。吸入器で使用されるような単位用量の乾燥粉末のような幾つかの特定の実施形態では、成人の用量は約１５ｍｇ未満まで、また約１０μｇ〜１０ｍｇの間、一般的には約５０μｇ〜１０ｍｇの間まで減らすことができる。有効成分の濃度は、約５〜１０％の間である。他の実施形態では、有効成分の濃度は、約１０〜２０％、２０〜５０％の間、又はさらに大きい範囲とすることができる。特定の実施形態、例えば鼻吸入では、目標の用量は約１２〜１００μｇの間とすることができる。

ここで図１Ａを参照すると、分配システム１０の一部が図示されている。このシステム１０は、分注ポート２５ｐを有する分注ホッパ２５を備えている。多量の乾燥粉末１５を調合するためにホッパ２５の中に入れることができる。「乾燥粉末」という用語は、本願で使用される場合は、「乾燥粉末調合物」と区別なく使用され、また乾燥粉末は１つ又は複数の（平均）粒度範囲を有する成分を、１つ又は複数含むことができることを意味する。乾燥粉末は、粘着性のある又は凝集する傾向の乾燥粉末とすることができる。また図示のように、分配システム１０は、動作的にホッパ２５と結合している非線形信号発生器２０も備えている。この非線形信号発生器２０は、乾燥粉末１５を流動性を有するように分配することを容易にする振動性信号２０ｓを発生するように構成されている。ホッパ２５及びポート２５ｐは、乾燥粉末１５に対して流路を規定する。軸２５ａは、それぞれポート２５ｐ及びホッパ２５を通って軸方向に垂直に伸びる。システム１０は動作的にポート２５ｐと結合されたバルブ２５ｖを含み、動作中は制御可能に及び／又は選択的にポート２５ｐを（従って、乾燥粉末用の流路を）開閉することができる。

図示のように、信号発生器２０は、制御モジュール２１と動作的に結合されている。信号発生器２０は振動性エネルギーを、局所的に限定された場所に（横方向の動きを示す横向きの矢印が付いた位置「Ａ」として示す）、又はホッパ２５の長さの大部分に沿って分散された場所（ホッパ２５の壁２５ｗの一部に沿って分散された複数の矢印が付いたスペース「Ｂ」によって示されている）に伝送するように構成される。

図１Ｂは、本発明の実施形態に基づいて、乾燥粉末を分配するために使用される動作の実施例を示す。乾燥粉末に対する粉末特定振動性エネルギー信号を発生することができる（ブロック１００）（現在分配される特定の乾燥粉末に対応する）。システムは複数の異なった信号を発生するように構成することができ（ブロック１１５）、またこのため、信号発生器は分配される乾燥粉末に対応する特定の信号を発生するように調整することができる。粉末特定振動性信号は、複数の選択された周波数を含む非線形の信号とすることができる（ブロック１１０）。この非線形の信号は、粉末の「フロー共振」を発生して、正確な流動性を有する分配を可能にする及び／又は凝集を減少、抑制及び／又は防止できるようにするような方法で、粉末を流動化することができる。

特定の実施形態では、信号発生器２０は振動性の入力を提供するために増幅器によって駆動されるトランスジューサを備えることができる。このトランスジューサは、約１００ｍｍ以下、一般的には１０ｍｍ未満、また幾つかの実施形態では、約１ｍｍ以下の比較的小さい振幅の出力を持つように駆動することができる。他の実施形態では、信号発生器２０は、ホッパ又は流路の他の部分（壁、装置自身の外周又は振動エネルギーを乾燥粉末に伝える他の構成要素）を移動、偏向及び／又は約１ｍｍ未満の比較的小さい振幅で振動させるように構成することができる。少なくとも１つのトランスジューサを利用するシステムの幾つかの実施形態では、このトランスジューサを約１００ｍＷ未満の小さいエネルギーで駆動することができる。

特定の実施形態では、乾燥粉末をほぼ均一な流体のような方法で流すようにシミュレートする又はそうさせるために、乾燥粉末の見掛けの嵩密度を増加することができる下流に向かう力ベクトルを、乾燥粉末に対して、流れている間に発生するように、信号を構成することができる。

再度、図１Ｂを参照する。連続した割り当てられた量の乾燥粉末を、対応する粉末特定信号を用いて分配することができる（ブロック１２０）。連続した量の乾燥粉末を、望ましい受取り部材の中に取り込むことができる（ブロック１３０）。振動性信号は、低エネルギーの信号とすることができる。過去においては、流動化するための別の試みに、凝集を引き起こす可能性がある空気流又は線形周波数の振動のいずれかが使用された。例えば、過去において、正弦波、正方形、又は別の均一な（周期／サイクル）信号を発生するために、（振動オリフィス、超音波システムなどを用いる）均一な周波数システムが提案された。

粉末を大きなリザーバ、単位用量ブリスタ用パッケージ又はカプセルなどの適当な受取り部材の中に分配することができる。乾燥粉末は、低密度の薬理学的に有効な乾燥粉末とすることができる（ブロック１２２）。割り当てられた量は、用量間の変動が約５〜１０％未満の、約１５ｍｇ未満の単位用量とすることができる（ブロック１２４）。幾つかの実施形態では、変動性は約２％未満とすることができる。分配される乾燥粉末の量は、従来のプロトコルのような体積測定による分注動作を必要とするのではなく、時間制御方式で分配することができる（ブロック１３１）。

図１Ｃは、割り当てられた量の低密度の乾燥粉末を制御可能に充填する１つの方法を示す。乾燥粉末は分注ポートを通って流れ（ブロック１６０）、この分注ポートは所定の時間に選択的に開閉されて、流路が解放されこれにより乾燥粉末の量が分配される時間を制御する（ブロック１６５）。分注ポートは、約１５ｍｇ未満の単位用量を生じるように構成される（ブロック１６６）。時間制御された分注ポートは、正確に割り当てられた１０ｍｇ未満の用量の乾燥粉末を、また幾つかの実施形態では、約１０μｇと１ｍｇとの間の乾燥粉末を生じるように動作することができる。「正確に」という用語は、予定された用量からの変動が約５％未満、及び／又は用量間の変動が約２％未満であることを意味する。

分注ヘッドは、下側の分注位置に対し固定位置に保持される。このため、下側にある受取り部材は、連続した自動化充填の場合、異なる受取り部材又は位置を各開いた時間に分注ポートの下に位置させるような移動面（速度が制御されたコンベヤーなど）上に置くことができる。別の実施形態では、分注ポートを受取り部材が付いた移動形ヘッドの上に固定して配置して、このヘッドを異なった分配時間に様々な受取り領域の上に来るように平行移動させることができる。

図２Ａ〜図２Ｃは、３つの異なった乾燥粉末１５₁，１５₂，１５₃を示し、それぞれを分析及び／又は特徴付ける（それぞれ、２０ｃｈ₁，２０ｃｈ₂，２０ｃｈ₃）ことができる。特化された又は対応する個々の（非線形）入力信号を、各乾燥粉末１５₁，１５₂，１５₃に対して決定することができる。これらの入力信号は、分配する間の流体の流れを向上させるために、その乾燥粉末を特に目標にした対応する特性から選択された周波数を有する。薬剤特定信号が、信号２０ｓ₁〜２０ｓ₃によって示される。

信号発生器２０（図１Ａ）は、複数の所定の異なった信号２０ｓを用いてプログラムされるか、又は製造装置が１つの乾燥粉末だけしか分配しない場合は、信号発生器２０は１つの信号２０ｓを用いてプログラムされる。適切な粉末特定信号は、ＯＥＭ又は評価サイトで実験的に及び／又はコンピュータを用いて決定することができ、選択された使用サイトで分配システムに（流体流れ促進信号を発生させるコンピュータプログラムコードを介して）入力されるように送られる。

図３Ａ〜図３Ｅは、乾燥粉末特定信号を発生するために実行される動作の実施例を示す。分配される乾燥粉末の微小流れ解析を行って、なだれ込む流れのプロフィール及び／又は他の好適な質量／時間の流れプロフィールを評価することができる。解析を実行して、特定の乾燥粉末に対する有力な発振周波数を選択することができる。この発振周波数は、流動性を有するように分配する間に粉末に加えられると、乾燥粉末の密度が低くても、均一な質量の流れを高めて流体のような流動性を実現できる。

高速の粉末流の測定を解析する方法及び装置は、Crowderらの「Signal Processing and Analysis Applied to Powder Behavior in a Rotating Drum」、Part. Part. Syst, Charact. 16, 191-196 (1999)；Crowderらの「An instrument for rapid powder flow measurement and temporal fractal analysis」、Part Syst Charact 16, pp. 32-34, (1999)；及びMorales-Gamboaらの「Two dimensional avalanches as stochastic Markov processes」、Phys Rev. E, 47 R2229-2232 (1993)の中で説明されている。これらの内容は、参照によりあたかも完全に説明されているように本願に組み込まれる。Dittoらの「Experimental control of chaos」、Phys. Rev. Lett., 65: 3211-3214 (1990)；B. H. Kayeの「Characterizing the Flow of Metal and Ceramic Powders Using the Concepts of Fractal Geometry and Chaos Theory to Interpret the Avalanching Behaviour of a Powder」、T.P. Battle；H. Heneinの「Processing and Handling of Powders and Dusts」、The Materials and Metals Society, 1997；B. H. Kaye, J. Gratton-Liimatainen, 及び N. Faddisの「Studying the Avalanching Behavior of a Powder in a Rotating Disc」、Part. Part. Syst. Charact. 12:232-236 (1995)；及びOttらの「Controlling Chaos」、Phys. Rev. Lett. 64: 1196-1199 (1990)も参照されたい。これらの論文のそれぞれの内容も、参照によりあたかも完全に説明されているように本願に組み込まれる。大量の流れ及び／又は微小流れの分析から引き出された信号に関する１つ以上のこれらの論文の中に記載された主要部及び関連部を用いれば、均一に流れる乾燥粉末を実現できる特化された粉末特定信号を決定することができる。

図３Ａに示すように、所定の特定の乾燥粉末に対するアバランシェ間の時間は、回転ドラムを用いて実験的に評価することができる。図３Ｂに示すように、この時間情報を周波数空間（周波数領域）に変換する。図３Ｃは、周波数の分布２０ｆを決定できる（コンピュータにより又はコンピュータモデルを介して）ことを示す。次に、所望の数の選択された周波数を識別することができる。選択された周波数は、所望の統計的に有意な分布率に及ぶか、又は解析スペクトルの中で最も多く観察される周波数とする。「最も多く観察される」という用語は、分布の中で最も多い回数現れる周波数を意味する。例えば、選択された別個の周波数の数は、少なくとも３つの最も多く観察された異なる周波数及び／又は分布の少なくとも約５０％を示すに十分な周波数とすることができる。幾つかの実施形態では、その数は少なくとも約５つ、また一般的には約６つ、又は周波数分布の少なくとも約７５％を示すに十分な数とすることができる。その数を選択して、２，３又は４以上の最も多く観察される周波数を使用して、振動信号を作ることができる。結果を実験的に分析し、別の周波数を、組み合わされた非線形信号に加えて、流体の流動性を向上させることができる。

図３Ｄは、分布プロット２０ｆの中で６つの最も多く観察される周波数２０ｆ₁〜２０ｆ₆を選択できることを示す。図３Ｅは選択された周波数を重ね合わせて、１つの重畳信号を発生できることを示す（この重畳信号は、観察された周波数分布に基づいて、幾つかの選択された周波数に対する重み付けされた振幅又は関係した振幅の調整も含む）。このため、図３Ｅは、特定の乾燥粉末を分配するために使用することができる生成された非線形の発振又は振動エネルギー信号を示す。

再度、図３Ｄを参照する。数学的又は数値計算技術及び関連した方程式を使用するコンピュータコード手段によって、信号をディジタル方式で作ることができる。例えば、代表的な周波数「ｆ₁〜_n」を有する信号２０ｓに対しては、累積信号ｘ_signal（２０ｓ、図３Ｄ）を発生することができる。この累積信号ｘ_signalは、各望ましい周波数ｆｎにおいて複数の信号成分ｘｆ₁〜ｘｆ_n（図３Ｄでは２０ｆ₁〜２０ｆ_nとして示されている）を含み、それぞれの成分は、後述するように、その周波数において振幅「ａ」を有する。図３Ｄで最も多く観察される周波数は２０ｆ₃であることに注意して、図３Ｄに示したスペクトルを使用すると、下記の式を使用して非線形信号を発生することができる。

ディジタル信号を発生するために使用される、０〜１５，９９９の範囲の添え字「ｎ」に対して、下記の式を使用する。
n= [0:15999] 式（１）
xf₃ = sin (2πn/16000) 式（２）
xf₂ = af₂ sin (2πn (f₂)/16000(f₃)) 式（３）
xf₄ = af₄ sin (2πn (f₄)/16000(f₃)) 式（４）

この評価は所望の数の周波数に対して続けられて、十分な数の周波数、これによりスペクトルの十分な部分に及ぶ表示を行うことができる。粉末特定非線形信号は、下記のように選択された個々の周波数成分を合計することによって発生することができる。
X_signal = xf₂ + xf₃+ xf₄ .... 式（５）

幾つかの実施形態では、位相シフトを１つ以上の合計された成分に加えることによって、信号ｘ_signal内の全体的な力を高めることができる。例えば、成分ｘｆ₂に対して、関連した信号の寄与を、下記の式によって調整することができるる
xf₂ = af₂ sin (2πn (f₂)/16000(f₃) + mπ/n_f) 式（６）

ここで、「ｍ」はこの周波数の番号であり、ｎ_fは信号の中に含まれる周波数の総数である。

図４は、本発明の幾つかの実施形態に基づいて生成することができる、乾燥粉末に対する振幅変調された振動性信号の実施例を示す。この振動性信号は、低い変調周波数（一般的に約１０〜２００Ｈｚの間）によって変調されたｋＨｚの搬送周波数（約５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間）を含むことができる。振動信号は、複数の（連続的に又は同時に重ね合わされた方法で加えられた）周波数を含む。これらの周波数は、ホッパ及び／又はノズルを通って流れる乾燥粉末調合物に選択的に加えられ、その結果、信号は乾燥粉末調合物の流動特性に適合又は対応するように修正されて、確実に流体が流れる状態にして均一で凝集しない流れにする。

市販の回転ドラムの例は、TSI Amherst Aero-Flow（登録商標）（TSI Inc. Particle Instruments/Amherst, Amherst, MA）である。この装置は、アバランシェの発生を検出し、アバランシェ間の時間を記録することによって、粉末の流動情報を提供する。Aero-Flow（登録商標）は、粉末の流れと同材料の錠剤化性能との間の相関を示すために使用されてきた。この機器は、そのアバランシェ検出の仕組みにフォトセル検出器を使用する。光はプレキシグラスを通過し、ドラムの中に含まれる粉末によって様々な度合いで検出器から見えにくくされる。ドラムが回転するにつれて、粉末の堆積は回転により持ち上がり、フォトセル検出器はカバーが外される。アバランシェが粉末の堆積の中で起こると、光は再びカスケーディング粉末によってブロックされる。フォトセルに当たる光度の変化から、データ収集用ソフトウェアによってアバランシェが発生したと判断される。別の実施形態では、回転ドラム上に取り付けることができる敏感なマイクロフォン／加速度計を用いて粉末を評価して、アバランシェを決定及び／又は測定することができる。アバランシェは、なだれ込むような粉末によって発生した音から、音響的に決定することができる。この評価技術により、アバランシェを評価する間に使用するのに望ましい乾燥粉末の量を、約１０ｍｇ以下のミリグラムの量まで減らすことができる。いずれの場合でも、アバランシェ間の時間の統計値を決定することができ、アバランシェ時間の位相空間のプロットを生成することができる。

システムのダイナミックスを見出すためにデータを提示する有用な方法は、ポアンカレの位相空間のプロットである。この位相空間による方式は、システムを説明するに十分な変数が１つのベクトルの中に含まれるという方式である。ある瞬間のｎ個の変数の状態は、位相空間内の点である。位相空間内のシステムの時間進化をプロットすることにより、そのダイナミックスを正確に示すことができる。例として、システムを完全に説明する変数の位置対速度をプロットすることによって、単一の調和振動子を位相空間の中で描写することができる。調和振動子の位相空間のプロットは、周期的であるが９０度位相がずれた最大の位置及び速度の交換を反映する円である。減衰した調和振動子は、位置及び速度がゼロに達するにつれて、原点の周りを回り最終的には原点に向かって崩れる軌跡を有する単一のアトラクタのように見える。相関寸法は、位相空間表示の空間充填特性の尺度を提供する。大きさＤ及び半径ｒの超球は、各データポイント上の中心に置かれる。半径の関数としてその球の中に入るデータポイントの数は、ログ−ログのプロットで表示される。結果として生じた線の傾斜は、相関寸法と呼ばれる。

適切な振動信号を決定するために、適当な大きさの乾燥粉末のサンプルをドラムの中に配分することができる（例えば、約６０ｍｌの粉末）。ドラムをデータ収集が始まる前に１回転して、幾つかの粉末に対する初期条件を同一にすることができる。ドラムは６分間にわたって毎分０．５回転で回転できる。フォトセルの電圧信号は、ＰＣベースのデータ収集ボード（DI-170, Dataq Instruments, Akron OH）を用いて２５Ｈｚでサンプリングすることができる。アバランシェ間の時間及びアバランシェによる電圧変化は、この電圧信号から得ることができる。ビデオカメラをドラムに垂直に配置して、粉末がドラム内で回転するときに、それを記録することができる。グリッドをドラムの後にフォトセルを遮らないように配置して、粉末の水平方向に対する角度を容易に決定できるようにする。ビデオを観察する場合、粉末の堆積のベース及び高さを記録することができ、また角度を三角法の比較式、θ＝逆正接関数（高さ／ベース）、を用いて決定することができる。瞬間の粉末角度の決定は、２００ミリセカンド間隔で実行できる。この速度は、ストップウォッチの計数を記録することによって以前決定された、ビデオの６フレーム毎に相当する。

角度データの時系列は、少なくとも約５００データポイント又は１００秒を含むことができる。フーリエのパワースペクトルの計算は、ＦＦＴ計算用に１２８点のカイザーウィンドウ（Kaiser window）及び１０２４データポイントまでのゼロのパディングを使用するウェルチ法（Welch method）を用いて実行できる。当業者に公知のように、他の適当な方法も採用できる。

アバランシェの統計値は、アバランシェ間の時間の平均偏差及び標準偏差の点に関して示すことができる。位相空間のプロットは、アバランシェの（ｎ−１）番目の時間に対してアバランシェのｎ番目の時間をプロットすることによって生成することができる。安息角については、位相空間のプロットは、平均角度対角度の第１の時間の導関数からの瞬間偏差から構成する。各データポイントにおける角度変化の速度は、ニュートンの方法を用いて、先行するデータポイント及び後に来るデータポイントから近似することができる。

流れの均一性は、発振の周波数及び振幅を調査することによって見分けることができる。幾つかの乾燥粉末の信号は、周波数及び振幅において他に比較して高いバラツキを示すことがある。フーリエ変換（ＦＴ）のパワースペクトルを用いることによって、エネルギー分布を得ることができる。周波数の範囲にわたって分散されたエネルギースペクトルは、より不規則な流れを示すことができる。アバランシェに対する平均時間をアバランシェに対する瞬間時間から差し引いて、角度の位相空間のプロットにおける関連する周波数データをデコンボリュートすることができる。支配的な周波数を識別し、これらの識別された周波数を伝達される振動エネルギーの励起信号の基礎として選択的に結合及び／又は使用することにより、分配する間の乾燥粉末に共鳴を生じさせることができる。

他の分析方法及び装置を使用することができる。例えば、図１３に示すように、評価する粉末の流れに関する励起信号及び角度を調整できるように構成された１つの装置の実施例を使用して、信頼できる流体の流れが出力されるまで調整を変更することができる。その方法で決定された動作パラメータは、その粉末を分配するための非線形のカスタマイズされた流体の流動信号を定義するために使用することができる。図１３に示した装置は、（望ましい配送能力に基づいて）１つ以上の装置を使用して、分配動作の間に使用することもできる。この装置は、後でさらに説明される。

図１Ａに戻る。振動性エネルギー信号２０ｓが発生され、乾燥粉末１５に加えられると、乾燥粉末がホッパ２５の部分を通過して分注ポート２５ｐを抜け出るときに、乾燥粉末は（Ｆｇと同じ方向の）下向きＦｖの力ベクトルを受ける。分配動作の間に、乾燥粉末の見掛けの嵩密度は、乾燥粉末を（不可逆的に）凝集させることなく、一時的に、その実際の嵩密度より増加させることができ、これにより、乾燥粉末は一層均一な流体のような方法で流れることができる。非線形の振動エネルギー信号は、後でさらに説明されるように、他の振動エネルギーによって補足される。

幾つかの実施形態では、信号２０ｓ及び／又はチャネル２５内のエネルギー伝達面の振動は、同時に又は連続的かつ急速に、（同じ又は異なった振幅の）約１０Ｈｚ〜１０００ｋＨｚの範囲の複数の異なる周波数で乾燥粉末を振動させる。幾つかの実施形態では、周波数は約１０〜２００Ｈｚの範囲、例えば１０〜６０Ｈｚである。別の実施形態では、周波数は約７ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲、例えば７．５ｋＨｚ以上、例えば約１５ｋＨｚから５０ｋＨｚの間の周波数であってよい。

振動信号２０ｓは、電気的手段、機械的手段、及び／又は電気−機械的手段を含む任意の振動源によって生成することができる。すなわち、ホッパ２５の少なくとも一部を、粉末特定信号を用いて下向きの力ベクトルＦｖを加えるために、所定の非線形の振動付与運動によって及び／又はその運動の中で（物理的に）平行移動させることができる。振動源の実施例には、１つ以上の、（ａ）非線形の圧力信号を乾燥粉末１５に瞬時に加えるために使用できる超音波又は他の音響若しくは音ベースのソース（可聴波長以上、又は以下）、（ｂ）ホッパ又は分注ポート２５ｐの側壁の電気的又は機械的な偏向、（ｃ）軸２５ａの周りのホッパ２５又はその一部の非線形的な動き（ソレノイドや圧電的に動作する部分などの物理的に運動及び／又は偏向する部分が含まれるが、これらに限定されることはない）（流路の軸２５ａに対して横方向、縦方向、及び／又は斜め方向の１つ以上の選択できる制御可能な移動量を含む）、及び（ｄ）１つ以上の体積流量、線速度、及び／又は圧力の中で変化を引き起こすことができる、振動する又はパルス状のガス（気流）が含まれるが、これらに限定されることはない。機械的及び／又は電気−機械的な振動装置の実施例は、米国特許第５，７２７，６０７号、５，９０９，８２９号、及び５，９４７，１６９号の中で説明されている。これらの特許の内容は、参照することによってあたかも完全に説明されているように本願に組み込まれる。

図１Ｃを再度参照する。幾つかの実施形態では、ホッパの壁２５ｗの長さの少なくとも一部（内面、外面又は中間面のいずれか）を圧電的に活性な材料で形成して、（非線形の）粉末特定電圧信号を加えることにより、壁２５ｗに（非線形の）屈曲を生成し、これは、分配動作の間に乾燥粉末１５に伝達できる。この圧電性材料は、セラミック又は（ポリマー及び／又はコポリマーベースの）エラストマ材料とすることができる。圧電性材料が外面又は内面に配置される場合、この面は信号の強度の損失を抑えながら、エネルギーを乾燥粉末に伝えるように構成することができる。他の実施形態では、内面を実際に信号を増幅するように構成できるが、さらに別の実施形態では、信号は中間の媒体及び材料を通過する伝達損失が考慮される。

図５Ａは、ホッパ２５の内側のチャンバを定義する壁２２５ｗの長さの主要部が圧電的に動作できることを示す。他の実施形態では、選択した部分（図５Ａで網掛けのマーキングによって示す）を圧電的に動作するように形成することができる。選択した部分は連続的又はセグメント化することができ、またホッパ２５に沿って間隔を空けることができる。幾つかの実施形態では、一連の半径方向及び／又は長手方向に間隔を空けた部分、他の流路の部分、又は流路のほぼ全体の周囲を、圧電的に動作するようにできる。

さらに、圧電的に動作する表面の面積を増加するために、圧電性の材料から成る少なくとも１つの内部部品２２５ａを、流路の中に配置することができる。この内部部品２２５ａは、平面、球形、円筒形、又は任意の他の望ましい構造とすることができる。その部品はホッパのキャビティの中に固定されて静止した縦方向の位置に保持されるか、又はキャビティの中に動的に搭載される。内部部品２２５ａの周囲全体を活性にして屈曲できるようにするか、又は選択した部分又は側面を屈曲するように構成できる。内部部品２２５ａは、回転又は平行移動（上方、下方又は角を成した方向に）することができ、同時に印加された電圧又は電流に呼応して屈曲することもできる。内部部品２２５ａ及び壁２２５ｗは、１つの信号発生器によって制御される。信号線の形状や電圧の振幅などの異なった信号を別々の位置に加えることができるため、非線形の振動エネルギーを累積的で効果的に乾燥粉末に伝達して、流体を流れ易くする。別の実施形態では、往復運動する電圧信号のパターン又は信号を使用して（反対側の壁の部分又は中間の部品と対向する壁との間）、振動性信号を増幅する。

信号２０ｓは、動作面の大きさ及びそこに加えられる励起電圧のパルス並びにチャネルの形状によって影響される。分配動作の間に、圧電層全体に電圧を加えることによって、ホッパのチャネルを振動させることができる。幾つかの実施形態では、印加される電圧は、 ピークツーピークで約１００〜２００ボルトとすることができる。他の実施形態では、異なる大きさの、及び別の様々な周波数、例えば約２５ｋＨｚから約２ＭＨｚの間のより高い周波数で電圧を加えることができる。

幾つかの実施形態では、図５Ａで全体的に素子２２５ｗとして示した圧電材料は、ＰＶＤＦ（ＫＹＮＡＲ圧電フィルム又はフッ化ビニリデン樹脂として知られている）及びそのコポリマー又はポリ二フッ化ビニリデン及びそのコポリマー（コポリマーのトリフルオロエチレンを有するＰＶＤＦ（ＰＶＤＦ−ＴｒＦｅ））などの、圧電性の活性材料から形成することができる。圧電性材料は、薄い可撓性の層又はフィルムとすることができる。「薄いフィルム」という用語は、一般に、層の厚さが約２００ミクロン未満、より一般的には約１００ミクロン未満（約２８ミクロンなど）であることを意味する。

非振動性の絶縁材料（ネオプレンなど）を配置して、乾燥粉末と圧電材料との間の相互交換を向上できるポリマー及び／又はコポリマーを保持することができる。これにより、発振又は振動する活性の圧電性ポリマーフィルムから乾燥粉末に伝達されるエネルギーの量を増加させて、乾燥粉末をその共振周波数で又はそれに近い周波数で振動させることができる。幾つかの実施形態では、１つ以上のＰＶＤＦの層と他の材料の層との積層物を使用できる。適当な積層物には、１つ以上のアルミニウム、ＰＶＣ及びナイロンのフィルムの薄層と結合されたＰＶＤＦの薄膜層が含まれるが、これに限定されることはない。アルミニウムはチャネルがその望ましい形状を持続するのに役に立つ。ＰＶＤＦは、積層構造の下部、上部又は中間部の層を形成する。中間層の構造に対しては、バイア（vias）及び／又はエッジ結合部を使用して、電気的な励起信号を加えることができる。

他の実施形態では、圧電性の活性材料はセラミックとすることができる。圧電セラミックの材料及び素子の例は、EDO Corporation, Salt Lake City, Utahから入手できる。一般的に説明すると、圧電セラミックの材料は、分極面にわたって電位を受け取ることによって動きを発生することができる。Mostafa Hedayatniaの「Smart Materials for Silent Alarms」、Mechanical Engineering, at www. Memagazine.org/contents/current/features/alarms.html ((c) 1998 ASME)、を参照されたい。乾燥粉末に対して望ましい振動を与えるために、他の圧電材料も、十分な構造的剛性又は強度（単独の又は他の基材に加えられた）を有している限り使用できる。

幾つかの実施形態では、ホッパ２５を共鳴するチャンバ又はキャビティを定義するような形状及び／又は寸法にして、圧電材料及び／又は特定の乾燥粉末の調合物に対する望ましい発振周波数を生成することができる。すなわち、乾燥粉末の各混合物又は調合物は、ホッパ２５の形状設計及び／又は印加される信号において説明できる異なる流動特性を示す。ホッパの流路の高さ、深さ、長さ、又は幅は、処理される特定の薬剤又は乾燥粉末に基づいて調整することができる。

金属のトレースパターンは、使用される場合、圧電性の基板層の１つ以上の外面に導電性のパターンを加えることによって設けることができる。金属を蒸着又は形成するために、任意の金属蒸着又は成層技術、例えば電子ビーム蒸着、熱蒸着、塗装、吹き付け、浸漬、又は導体材料又は金属ペイントなどのスパッタリング又は圧電性基板の選択された表面上の材料（好ましくは、前述したようなＰＶＤＦの層）を使用できる。無論、別の金属回路、フォイル、表面、又は技術も使用でき、例えば圧電性の基板層の外面の望ましい部分上に導電性のマイラー層又はフレックス回路を付着させることができる。

一般的に説明すると、圧電性のポリマー材料については、内面及び外面の金属のトレースパターンは、分離させるような方法で対向する側面の圧電性のポリマー材料の上に形成することができる（対向するトレースは互いに接続又は接触することはない）。例えば、（銀又は金などの）導電性のペンキ又はインクを、細長いチャネル及び関連した金属のトレースの周りのパッケージの表面上に、圧電基板層の周囲のエッジ部分上に伸びないように高範囲に塗布して、これにより、上面及び下面の金属のトレースパターンをその間の圧電性の基板層により分離させることができる。この構成により制御システムと接続したときに電気的な励起経路が形成されて、動作する間に圧電性の基板層を変形させる電界を作るための入力信号／励起信号が提供される。励起回路の構成は、上側のトレースが正極性で動作し、一方下側のトレースが負極性又はグラウンドになるように、又はその逆で動作するようにすることができる（これにより、圧電性の基板を励起するための電界／電圧差を提供する）。無論、極性を使用する励起信号の種類に応じて、励起信号を加えている間に急速に逆転させる（＋から−、又は−から＋のように）こともでき、これにより、レセプタクル部分の近くで圧電性の材料を屈曲させることができる。ブリスタ用パッケージを形成する場合に使用されるアクティブな励起経路又は構成についてのより完全な説明に関しては、Hickeyらへの米国仮特許出願第６０／１８８，５４３号及び国際ＰＣＴ出願第ＷＯ ０１／６８１６９号を参照されたい。それらの内容は、参照することによって本願に組み込まれる。さらに、圧電性のポリマー材料は、中間に配置された柔軟なコアによって分離された２つのサンドイッチ状の圧電性のポリマーフィルムの層として構成され、電圧を印加することによって、その全体を同時に変形することができる。

図５Ｂは、本発明の別の実施形態を示す。この実施形態では、流動分配動作の間、乾燥粉末の嵩密度は、流路に沿って（一時的に）増加される。図示のように、ホッパ２５は、流路内に壁部分の一部を形成する通気性部材３２５を含む。この部分の上の乾燥粉末１５の嵩密度１５ρ１は、下側の又はこの部分の嵩密度１５ρ２（濃縮された又は増加された粒子の密度によって示す）よりも小さくされる（離間した少数の粒子によって示す）。通気性部材３２５は、第１の壁の吸気部位３２５ｉで加圧されたガスを受け取り、受取り領域３２５ｉの向かい側の出口部３２５ｅでそれを放出して、乾燥粉末がポート２５ｐで縦方向に分配される場合に、強制されたガスが乾燥粉末及び流路を横切って移動するように構成される。強制されたガス流の圧力は、出口すなわち排気領域３２５ｅよりも吸気領域におけるほうが高い。この横断移動により、圧力低下があり、これは乾燥粉末を僅かに圧縮して、見掛けの嵩密度を増加させ（より大きな下向きのＦｖを用いてそれを重くする）、割り当てられた分配動作を容易にする。幾つかの実施形態では、通気性部材３２５は外因性の加圧ガス（空気など）をほぼ９０度で流路を横切って流れるようにし、同時に、乾燥粉末が凝集を妨げる方法で下向きに流れるように構成される。これにより、乾燥粉末を一時的に圧縮して、乾燥粉末の嵩密度を増加させることができる。

通気性部材３２５は流路の壁３２５ｗの一部を規定して、ほぼ連続した形状の内面を提供することができる。吸気領域３２５ｉ及び排気領域３２５ｅは（図示したように）流路２５ａの軸の周りに水平方向に対称的に配置されるか、又は（図示はしてないが）出口部を吸気部の下側にするように、縦方向にオフセットすることができる。いずれの場合でも、通気性部材３２５は、主としてクロスフローの強制空気パターンを生成するように構成される。望ましい入力圧力及び圧力低下は、粒子寸法、寸法の分布、多孔性、及び見掛けの密度の関数として選択することができる。幾つかの実施形態では、圧力は約１．１０〜５ａｔｍの間で提供することができ、流路に加わる圧力低下（排気領域すなわち出口領域で測定される）は１０〜２０％未満とすることができる。幾つかの実施形態では、嵩密度は約１０〜１００％増加される。

幾つかの実施形態では、通気性部材３２５は、乾燥粉末が加圧されたガスのクロスフローを受けたときに出ることができないような孔径で、ガス又は気流が横切ることができる寸法及び構造のフィルタ又はステンレス鋼のフリットとすることができる。他の適当に構成された材料及び構造体も使用できる。好ましくは、通気性部材３２５及び分配システム１０の流路にある乾燥粉末の接触面を規定する部品は、生体内の生物学的適合調合物を分配し、周期的な殺菌洗浄処置に耐えるように構成される。幾つかの実施形態では、流路の部分は、適当な回数の用量を分配した後で使い捨てにして、凝集しない改良された流れを向上させ及び／又は保守システムを軽減させる。

幾つかの実施形態では、複数の振動性入力を、同時に、単独で、又は非線形のソースと組み合わせて使用できる。このため、例えば、ホッパ及び分注ポートはガスの流路に沿って伸びる関連した軸を有し、システムはホッパの少なくとも一部を偏心運動のような望ましい動作で動かす移動機構を備えることができるため、ホッパの少なくとも一部が軸に対して振動し、動作時には、分配動作の間に乾燥粉末に伝達される下向きの力成分又はベクトルを持つ力を発生する。他の実施例では、ホッパ２５の一部（及び／又は各別個の分注ヘッド４２５ｈ、図９を参照のこと）は、遠心性の加速又は他の適当な動きを受けて、中に保持された乾燥粉末に角速度を与え、これにより、粉末ベッドを圧縮するように下向きの力ベクトルＦｖを流れている乾燥粉末に与えて、見掛けの嵩密度を増加させ、流れている（低密度の）粉末を真空にする必要なく凝集することを抑制する。

図６は、非線形の振動エネルギー及び遠心運動２０ｍ（軸２５ａの周りに分散された矢印によって示される）の両方を用いて、分配システム１０を構成できることを示している。この動きは、ホッパ２５をその軸２５ａの周りに移動又は振動させることによって実現される。動作に当たっては、運動２０ｍは、分配する間の乾燥粉末に伝達される下向きの力成分又はベクトルを有する力を発生することができる。

図７は、局所的な非線形の振動エネルギーを乾燥粉末１５に加えることができる１つの実施形態を示す。図示のように、ホッパ２５は、中に保持された挿入部３１を有するヘッド部２５ｈを含む。この挿入部３１はホッパ２５内の流路の中に保持された細長い挿入部として構成することができ、挿入部３１が流路の中でピボットのように及び／又は浮揚できるように保持され、分注ポート２５ｐの外に向かってある距離伸び、また分配動作の間にホッパ２５及び軸２５ａに対して回転して、乾燥粉末１５の粒子に指向性の加速度を伝達する。乾燥粉末１５は、挿入部３１の端部を通って分配される。図８は、動作中に軸２０ａの周りの所定の動きの中で移動される流路２５ｆ及び分注ポートを規定するように、挿入部３１’を構成できることを示している。別の実施形態では、挿入部３１，３１’は、移動速度に応じて上下に移動する外側に伸縮可能な部材（図示せず）を含む。

いずれの場合でも、関連付けられた周期が一定でない又は円筒状の一定の周期の選択された動作を用いて、挿入部３１，３１’を移動及び／又は振動させることができる。挿入部３１，３１’は軸２５ａに対して振動されて、分配動作の間に乾燥粉末１５に伝えられる下向きの成分又はベクトルＦｖを持つ力を発生する。挿入部３１，３１’は振動エネルギーを発生するように励起することができる圧電性の活性材料から形成された部分も含む。

図９は、分配システム１０のさらに別の実施形態を示す。図示のように、システム１０は、複数の分注ヘッド４２５ｈを備える中央ホッパ４２５としての大きさに作られ構成されたホッパ２５を含む。振動エネルギーは、１つのホッパ４２５ｈから詰めるヘッドのラックに加えることができる。中央ホッパを非線形の又は線形の方法で前後に移動させて、その内容物を振動させることができる（矢印及び要素番号４２５ｍで示した動き）。個々のヘッド４２５ｈも、所望の線形又は非線形の方法で移動する（軸の周りに回転する、又は上、下、斜め、若しくは他の方向に移動する）ことができる。特定の実施形態では、ヘッド４２５ｈを移動させて、指向性のある加速度を粒子に与えるに十分な角速度を発生させる。ホッパ４２５及び／又はヘッド４２５ｈの動き又は移動の極値は、特に高い周波数で実行される場合は極めて小さい。このため、振動発生エネルギーの出力は、ホッパの外側の範囲の物理的な動きを小さくした、ホッパ４２５の選択された部分に加える高い周波数の動きを使用できることが考えられる。「高い周波数」という用語は、約１ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの範囲、一般的には約１０〜１００ｋＨｚの範囲の周波数を意味し、移動範囲は小さく約５０〜５００ｍｍまた一般的には約１０〜１００ｍｍ又はそれ以下の範囲の動きを含む。

図１０Ａは、受取り基板材料５００のシートと協同する分配システム１０を示す。この受取り基板材料５００は、割り当てられた少量の乾燥粉末１５を測定するために使用できるエラストマの圧電活性材料を使用する。前にホッパ２５用の圧電材料に関して説明したように、圧電活性基板５００はＰＶＤＦ材料を含むことができる。このＰＶＤＦ材料は、望ましい電気的パラメータ内の変化を検出できる金属パターン５００ｅを備えるように処理することができる。１ユニットのシートは電気的に絶縁された個々の用量領域５００ｄと共に使用できる、又は別々のシートを各用量に対して使用できる（図示せず）。シート５００はピンと張った状態で（シートの長さ及び／又は幅に沿って）保持され、一方ある量の乾燥粉末１５がその上に分注される。ピンと張る動作は、望ましい張力を与えるために調整できるように巻き取ることができるテンションバーの周りに反対側の端部を巻き付けることによって行うことができる。別の実施形態では、ピンと張る動作は、中央支持部材を含む間隔を置いた構造部材の上にシート５００の端部を張ることによって行うことができる（図示せず）。シートは、共に移動可能な自己伸張部材又は搬送面に貼り付けられた伸張部材を有する。当業者に理解されるように、他の伸張部材も使用できる。当業者が周知の標準的な計量技術も、分配された用量の重さを決定するために使用できる。

用量領域に存在する重量がもたらした選択されモニタされた電気的パラメータにおける変化を検出して、計量された質量をシフト量によって計算することができる。このシフトは相対値（事前及び事後の変化）又は絶対値（校正値によって事前の値を定義する）で測定される。

検出システム５１０は、シート５００上の用量領域に連続的に接続する又は全ての用量領域に同時に接続して、選択的に検出を開始して所望の位置を測定するように構成することができる。この検出システム５１０は分配システムの制御システムと通信して、分配システムの動作を制御するのに使用できる計量値に関する動的でリアルタイムのフィードバックデータを提供することができる。このデータを使用して、好みの量を計量するように制御できる、ゲート制御された流路の開放時間を制御することができる。量が多い若しくは少ない場合、又は所定の変動レベルから外れた場合が検出されると、その状態が指示される。

検出システム５１０は、分配動作の間に、ある期間にわたる容量の変化を検出するか又は（一時的な）複数の電圧値を得るように構成される。あるいはまた、検出システム５１０は分配動作の後で検出するように構成される。選択されたパラメータの中で生じた変化は、引き伸ばされた（ピンと張られた）圧電的に活性なフォイル領域５００ｄ上の乾燥粉末の重さに対して下向きに生成された力と結び付いた屈曲又は変形によって引き起こされる。このため、容量の変化などは分配される重さに対応する。信号を使用して、約３０ｍｇ未満、また好ましくは約１５ｍｇ未満の範囲、さらにより好ましくは１０μｇ〜１０ｍｇの間の範囲の質量を計量又は測定することができる。共鳴周波数などの他の電気的なパラメータも使用できるが、これらに限定されることはない。共鳴周波数及び／又は容量のパラメータを使用することにより、感度及び分解能を増加させることができる。

図１１は、本発明の実施形態に基づいて、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品を示す、データ処理システムの例示的な実施形態のブロック図である。プロセッサ４１０は、アドレス／データバス４４８を介してメモリ４１４と通信する。プロセッサ４１０は、任意の市販の又は特注のマイクロプロセッサとすることができる。メモリ４１４は、データ処理システム４０５の機能を実行するために使用されるソフトウェア及びデータを含むメモリ装置の全ての階層を示す。メモリ４１４は、下記の種類の装置、すなわち、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ及びＤＲＡＭを含むことができるが、これらに限定されることはない。

図１１に示すように、メモリ４１４はデータ処理システム４０５の中で使用されるソフトウェア及びデータの幾つかの範疇を含む、すなわち、オペレーティングシステム４５２、アプリケーション用プログラム４５４、入出力（Ｉ／Ｏ）装置用ドライバ４５８、粉末特定（振動）信号発生器モジュール４５０、及びデータ４５６を含む。データ４５６は、複数の乾燥粉末用データ４５１及び／又はタイミングデータを含む。この乾燥粉末用データ４５１は、オペレータから得ることができる又は分配システム４２０によって記憶された各乾燥粉末用の特定の又は目標の信号パラメータに対応する。タイミングデータは、計量された用量、流量、及び分注ポート用の開放時間を定義する（分配される乾燥粉末に基づいて、分配動作を自動的に制御できるようにする）。当業者に理解されるように、オペレーティングシステム４５２は、OS/2、AIX、International Business Machines Corporation, Armonk, NYによるOS/390若しくはSystem390、Microsoft Corporation, Redmond, WAによるWindows CE, Windows NT, Windows95, Windows98 or Windows2000、Unix若しくはLinux若しくはFreeBSD、Palm, Inc.によるPalm OS、Apple ComputerによるMac OS、LabView、又は所有権を主張できるオペレーティングシステムなどの、データ処理システムと共に使用するに好適な任意のオペレーティングシステムとすることができる。Ｉ／Ｏ装置用ドライバ４５８は、一般にアプリケーションプログラム４５４によってオペレーティングシステム４５２を通してアクセスされるソフトウェアルーチンを含み、Ｉ／Ｏデータポート、データ記憶装置４５６及び幾つかのメモリ素子４１４及び／又は分配システム４２０などの装置と通信する。

アプリケーションプログラム４５４は、データ処理システム４０５の様々な機能を実行するプログラムを例証し、本発明の実施形態による動作に対応する少なくとも１つのアプリケーションを含むことが好ましい。最後に、データ４５６は、アプリケーションプログラム４５４、オペレーティングシステム４５２、Ｉ／Ｏ装置用ドライバ４５８、及びメモリ４１４内に存在する他のソフトウェアプログラムが使用する静的及び動的なデータを示す。

例えば、図１１のアプリケーションプログラムである粉末特定信号発生器モジュール４５０を参照して本発明を説明したが、当業者に理解されるように、本発明の教示から恩恵を受けるような他の構成も使用できる。例えば、モジュール４５０をオペレーティングシステム４５２、Ｉ／Ｏ装置用ドライバ４５８又はデータ処理システム４０５の他のそのような論理部分の中に組み込むこともできる。このため、本発明を図１１の構成に限定されると解釈してはならない。本発明は、本願で説明された動作を実行できるどのような構成も含むつもりである。

幾つかの実施形態では、粉末特定信号発生器モジュール４５０は、分配される乾燥粉末に基づいて流路の中で及び／又は流路に沿って振動エネルギーを選択的に動作させる非線形の振動エネルギー信号を発生させるために望ましい振動入力の種類を自動的に決定するコンピュータプログラムのコードを含む。

Ｉ／Ｏデータポートは、データ処理システム４０５と分配システム４２０又は他のコンピュータシステム若しくはネットワーク（例えば、イントラネット及び／又はインターネット）との間の情報をプロセッサによって制御される他の装置に転送するために使用することができる。これらの構成要素は、本願で説明したように、動作するために本発明に基づいて構成された多くの慣用のデータ処理システムで使用されるような慣用の構成要素とすることができる。

例えば、プログラム、機能及びメモリの特定の部分を参照して本発明を説明したが、本発明をそのような論理的な部分に限定すると解釈してはならない。従って、本発明は図１１の構成に限定されると解釈してはならず、本願で説明された動作を実行できる任意の構成を含むことを意図している。

本願の幾つかの図面のフローチャート及びブロック図は、本発明による特定乾燥粉末用の分配手段及び／又は振動性エネルギーの励起手段を実現できるアーキテクチャ、機能、及び動作を例証する。この点について、フローチャート又はブロック図の中の各ブロックは、特定の論理機能を実現するための１つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、又はコード部分を示す。幾つかの別の実現形態では、ブロック内に記載された機能が図面の中に記載された順序から外れて現れることがあることにも注意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックが実際はほぼ同時に実行される、又は含まれる機能によって、時には逆の順序で、ブロックが実行されることがある。

幾つかの実施形態では、システム１０は分配される乾燥粉末の種類に関するユーザ入力を受け取ることができる。手作業の入力又は電子的な入力を受け取るように、システム１０を構成することができる。また製造バッチ（分配される望ましい薬物に対する）は、選択された時間にわたって識別され、かつ各新しいバッチ、シフト、又は他の所望の時間ごとに制御モジュールが自動的に呼び掛けるために保存されることができる。

幾つかの実施形態で、本発明は、分注ポートが接続された乾燥粉末用の流路と、流体の流れを向上させるためにそこに接続された振動エネルギーソースとを有する流動性乾燥粉末用の分配システムを動作させる、コンピュータプログラム製品を提供することができる。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータ読取り可能プログラムコードをその中に組み込んでいるコンピュータ読取り可能記憶媒体を含むことができる。このコンピュータ読取り可能プログラムコードは、（ａ）それぞれが複数の乾燥粉末の個々にあらかじめ決められた流動特性のデータに対応する、少なくとも１つ、一般的には複数の異なる粉末特定振動エネルギー信号を識別するコンピュータ読取り可能プログラムコードと（ここでは複数の信号が使用され、複数の異なる乾燥粉末の各々に対して各１つの信号が存在する）、（ｂ）目標の乾燥粉末に関連した粉末特定振動エネルギー信号（複数の異なった振動エネルギー信号のあらかじめ識別された選択可能なバージョンのライブラリから選択することができる）を用いて分配システムを動作させるコンピュータ読取り可能プログラムコードと、を含むことができる。

幾つかの実施形態では、粉末特定振動エネルギー信号は非線形である。コンピュータプログラムのコードは分配される乾燥粉末を識別するためのユーザ入力を受け取ることができ、識別された分配される乾燥粉末に基づいて、振動エネルギー信号の出力を自動的かつ選択的に調整する。分配される乾燥粉末に対する振動エネルギーの出力信号は、フラクタル質量流量解析又は異なる乾燥粉末に対する他の適当な解析に準拠する。分配システム及びコンピュータのコントローラは、低密度の乾燥粉末を分配するために特に好適である。

出力信号は、少なくとも２つの、また一般的には少なくとも３つの重ね合わされた変調周波数及び選択された搬送周波数を含む。変調周波数は本願に記載された範囲（一般的には約１０〜５００Ｈｚの間）とすることができ、幾つかの実施形態では、少なくとも３つ、また一般的には４つの約１０〜１００Ｈｚの範囲の重畳された変調周波数を、またより一般的には約１０〜１５Ｈｚの範囲の４つの重畳された変調周波数を含む。

コンピュータプログラムのコードは、分注ポートから出る乾燥粉末の流量を考慮し、かつ分配動作の間に分注ポートを開く時間を制御することによって、体積の評価とは無関係に計量された量の乾燥粉末を制御可能に分配できる。

図１２は、本発明の実施形態に基づいて、目標の乾燥粉末を分配するために使用できる望ましい分配信号及び／又はシステム構成のパラメータを評価するために実行できる又は選択できる動作を例示する。これらの動作を使用して、異なった目標の乾燥粉末に対する粉末特定（振動）信号を決定することができ、ついで、関心のある乾燥粉末を分配するために、信号発生器を動作させる振動性信号発生器のコンピュータモジュールの中で、この粉末特定信号を実行することができる。

図１２に示すように、角度的に調整可能な細長い流路を中に有する流路用ハウジングが設けられる（ブロック６００）。流路の向きは、流路が横軸及び縦軸に関して軸方向で角度的にオフセットされるように調整される（入力ポートよりも下に配置された分注ポートを用いて）（ブロック６１０）。幾つかの実施形態では、流路は評価する間に異なる選択された角度になるように調整されて、角度が分配する流れを受ける衝撃を考慮する。

所定の乾燥粉末が細長い流路の中に取り込まれる（ブロック６１４）。この乾燥粉末は、低密度の乾燥粉末とすることができる（ブロック６１６）。流路を振動させることより乾燥粉末を振動させて、乾燥粉末を出口ポートを経由して流路から流動的に流出するようにする（ブロック６１５）。流路は可撓性の圧電性のポリマーを含むことができ、このポリマーの上を乾燥粉末が流れる。この圧電性のポリマーは電気的に励起されて上方に屈曲し、乾燥粉末が流路に沿ってまた流路を通過して移動するときにそれを振動させる。前述したように、搬送周波数及び変調周波数を有する非線形の励起信号を用いて、振動が行われる（ブロック６１７）。幾つかの実施形態では、搬送周波数は約２．５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間とし、変調周波数は約１０〜５００Ｈｚの間とすることができる。いずれの場合でも、一般的に、振動ステップの間に示された流動特性に基づいて、乾燥粉末に再現可能な流動的な流れを発生させる能力に対して選択された種々の周波数、また少なくとも１つの周波数（及び／又は流路の角度的な向き）において幾つかの異なる入力信号に対して流動特性を評価することができる（ブロック６２０）。

評価及び／又は信頼性の高い分配をできるように十分な流れを流路の中に発生させるために、約２〜５０ｍｇの間又はそれ以上の乾燥粉末質量の入力が分注ポートを通る流動的な流れを作るために使用される。

信頼できる量の乾燥粉末を分配するために、再現可能な流量（変動が約±１０％未満）を生成するように装置を構成できる。幾つかの低密度の乾燥粉末に対して生成された平均流量は、約０．００１〜５ｍｇ／秒の範囲である。幾つかの実施形態では、流量は約０．０２８ｍｇ／秒である。他の実施形態では、単位密度の粉末及び／又は中間密度の粉末に対しては、流量はより大きく、例えば、５ｍｇ／秒より大で、最大５０ｍｇ／秒、一般的には約１０〜３０ｍｇ／秒の間であってよい。

流路へ入る乾燥粉末の量（質量）、流路の角度、乾燥粉末に接触する圧電材料の表面積などの幾つかの構成要素の寸法、流路及び／又はオリフィスの体積の寸法（特に、流路の深さ及び幅）などの幾つかのパラメータが分配する流量に影響することがあるが、これらに限定されることはない。乾燥粉末自身及び流路を通って移動する乾燥粉末を励起するための振動性の信号入力が影響することもある。

図１３は、乾燥粉末を分配するために使用できる乾燥粉末用分配装置７００を例示する。この装置７００は、関心のある乾燥粉末に対して流動的な流れを発生できる流動パラメータ又は信号を使用する実験室及び／又は研究サイトにおいて使用することができる。他の実施形態では、装置７００は、科学的な、研究又は小規模な学問的及び／又は商業的なプログラムの中で使用することができる。例えば、装置７００は薬物発見プログラム又は臨床試験の用途の中で使用することができる。このような用途では、大規模な商品化のための大量生産の立ち上げを必要とせずに、信頼性の高い用量を提供又は分注することが望まれている。このため、装置７００は、一般に薬物評価に対して、比較的高価な装置費用を必要とせずに及び／又は労働集約的でない方法で、望ましい信頼できる量（一般に、５０μｇ〜１０ｍｇの範囲）の離散的な用量を提供するために使用できるが、より大きな又は少ない用量も提供できる。別の実施形態では、装置７００は、特定の乾燥粉末に適合する信号を作り出すために使用することができる。次に、この信号は、前述したように、同じ又は異なった分配装置を用い、任意の望ましい分配位置で使用できる。

図１３に戻って参照すると、装置７００はチャネル部材７１０、カバー部材７２０、及び中間に配置された可撓性の圧電ポリマー層７３０を含む。チャネル部材７１０は、深さ、幅、及び長さを有する細長い粉末流路７１０ｆを保持する。圧電ポリマー層７３０は、乾燥粉末が流路７１０ｆを通って移動するときにそれを保持するために、流路７１０ｆ及び側壁の上に来るように配置される。可撓性の圧電ポリマー層７３０を形成する好適な材料は、NJのFairfieldにあるMeasurement Specialties, Inc.社から入手できる。好適な材料の一例は、品番1-100-4346-0として特定される銀インクで金属化された２８ミクロンの圧電性のフィルムシートである。圧電ポリマー層は、そこに付着された付加的な材料の層及び／又は蒸着されたコーティングを含むことができる。

図１４Ａ〜図１４Ｃは、チャネル部材７１０の１つの実施形態を示す。図１４Ａに示すように、流路７１０ｆは２つの対向する側面７１０ｗ₁，７１０ｗ₂を有し、これらの側面が傾斜するように構成される（各側面が上から下にチャネルの底部に向かって収束する）。特定の実施形態では、流路７１０ｆはほぼ「Ｖ」字形の断面を有し、壁７１０ｗ₁，７１０ｗ₂がチャネルの最も低い部分７１０ｂにある共通の中心部で集まるような角度を成している。チャネルの深さは約５ｃｍ未満、一般的には約３．６ｃｍ以下とすることができる。凹面、半円、部分的な長円又は部分的な楕円、フラストコニカル（frustoconical）などの、他の構成の流路も使用できるが、これらに限定されることはない。規模、構成要素の寸法、分配及び／又は分析される乾燥粉末、及び振動を起こすために使用される入力に基づいて、他のチャネル深さも使用できる。これに従って、カバー部材７２０が調整される。

チャネル部材７１０は、開放上部７１０ｔ及び対向する側面エッジ部７１０ｓ₁，７１０ｓ₂を有するように構成される。図１４Ｃは、流路の深さＤが流路７１０ｆの長さに沿って変化することを示している。図示のように、流路の最も深い部分Ｄ₁は乾燥粉末の取り入れ口（入口ポート）に隣接して配置され、一方より浅い深さＤ₂は分注ポート７２５ｐ（図１３）の直前に配置される。流路７１０ｆの深さは、所定の勾配を有し、直線状に（一直線に）緩やかに変化することができる。

特定の実施形態では、チャネル７１０ｆは部材７１０の入口部７１０ｉで約１７ｍｍの深さＤ₁を有し、出口部７１０ｅでほぼ同じ値の深さＤ₂で終端する。チャネル７１０ｆの長さは約２０ｃｍ未満である。幾つかの実施形態では、チャネルの長さは約１３．１ｃｍである。幅は約５ｃｍ未満、一般的には約２ｃｍである。

図１５Ａ〜図１５Ｃは、カバー部材７２０の１つの実施形態を示す。図１５Ｄに示すように、カバー部材７２０は、流路部材７１０と組み合わされる場合、距離「Ｌ」だけチャネル部材７１０の流路７１０ｆの中に入る先端部７２０ｔを有するような大きさ及び構成にされる。このため、先端部７２０ｔは流路７１０ｆの中に受け入れることができる寸法及び形状である。図示のように、先端部７２０ｔは、チャネル部材７１０の壁７１０ｗ₁，７１０ｗ₂と同じ角度で傾斜する側壁７２０ｓ₁，７２０ｓ₂を含む。カバー部材７２０が流路部材７１０の上部に位置する厚さがほぼ一定のフランジ７２０ｆを有するため、先端部７２０ｔの長さは流路７１０ｆ内へのその侵入深さを規定する。先端部７２０ｔは、所定の位置にある場合は、開放された流動オリフィスを提供すると共に、２つの部材７１０，７２０の間の圧電層７３０を挟まないようにするために、その最も下の部分が流路７１０ｆの底部７１０ｂに接触しないような大きさにすることができる。

図１５Ｄに示すように、カバー部材７２０は底部７２０ｂを含み、この底部７２０ｂは、カバー部材の先端部７２０ｔを流路７１０ｆの深さの中の望ましい距離に位置決めするために、チャネル部材７１０の上側エッジ部７１０ｓ₁，７１０ｓ₂の上に来るように構成される。カバー部材７２０の先端部７２０ｔと、流路７１０ｆの底部７１０ｂの上に伸びる圧電層７３０との間に広がる空間は、流動オリフィス７５０として定義することができる。このため、組み立てる場合、分注出口又はポート（又は装置の分注端部）に隣接する開放された流動オリフィス７５０は、望ましい大きさに変えることができる。幾つかの実施形態では、この変化は約２ｍｍ〜７ｍｍであり、他の実施形態では２〜５ミリである。

図１５Ｄは、カバー部材７２０が流路部材７１０の上に位置決めされ、圧電層７３０がその間に保持されていることを例示している。組み合わされた部材７１０，７２０は、カバー部材７２０の先端部７２０ｔの最も下の部分と流路の最も下の部分７１０ｂとの間のギャップ距離（又は流動オリフィス）を定義する。このギャップ距離は、カバー部材７２０を流路部材７１０の中で前方又は後方にスライドさせることによって調整できる。

図１５Ｃで示すように、先端部７２０ｔの縦方向又は内部の投影長さは、カバー部材７２０の軸方向の長さにわたって変化できる。これにより、装置はカバー部材７２０の流路部材７１０との結合によって定義されたリザーバの大きさを調整することができる。

図１５Ｄ及び図１７Ｂで示すように、圧電材料層７３０に流路７１０ｂの対向する側面にわたって張力をかけることができるため、その中心部は印加された励起（振動）信号に呼応して自由に屈曲できる。圧電材料７３０の外側のエッジ部又は周辺部は、重なる部材７１０，７２０の間に挟む又は留めることができる。

動作に当たっては、圧電層７３０が入力励起信号に応答して上方に屈曲し、圧電層７３０の上に置かれた粉末を振動させる。非導電性のカバー部材（ＤＥＬＲＩＮポリマーから形成されたものなど）を使用する場合、アルミホイルをカバー部材７２０の先端部７２０ｔの上に配置して、乾燥粉末内の帯電を抑制することができる。別の実施形態では、カバー部材７２０をステンレス鋼などの薬学的に両立できる導電性の材料から形成する、及び／又は適当な表面を金などの金属被覆でコートすることができる。幾つかの実施形態では、イオナイザのバー（ionizer bar）を流路の中の１ヶ所以上の場所に配置して、静電荷を減少させることができる。適当なイオナイザのバーは、NRD, LLC, Grand Island, NYから入手できる。

図１５Ｂは、カバー部材７２０が、下側の流路７１０に対して開かれている細長い乾燥粉末用の入力領域７２１を持つことができることを例示している。このため、動作に当たっては、たとえカバー部材７２０が流動オリフィスの大きさを調整するために流路７１０ｆの上をある距離だけ（後方又は前方に）スライドしても、乾燥粉末をチャネル７１０ｆ上の望ましい位置で入力することができる。入力領域７２１の長さ（スロット７２１ｓ）は、少なくとも約２．９ｃｍとする。図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、流路７１０ｆを、リザーバの長さＬ_rと調整用流路の長さＬ_fとに分割することができる。リザーバの長さは、２つの挿入部７９２，７９３の間で定義された注入口領域７２１の中の流路の部分である。挿入部７９２，７９３は、カバー部材のスロット７２１ｓを通ってチャネルの中にある深さだけ伸びる大きさにされる。図１７Ｂに示すように、最初のすなわち上流の挿入部７９２は、下流の挿入部７９３の長さよりも大きく、圧電層７３０がチャネルの底部７１０ｆに接触するように伸びる又はそこにより近付くように移動させる、またリザーバ内で粉末の逆流を抑制するように構成されて、注入口領域７２１内に供給される乾燥粉末の材料を保持し、また乾燥粉末を流路の長さＬ_fの中に緩やかに送り込む。流路の長さＬ_fは、リザーバの下流に配置された流路７１０ｆの部分であると説明できる（最初の取付け金具７４６の下流として示した、入力領域７２１の主要部分の下流）。

図１６Ａは、圧電性ポリマーの層とすることができる圧電層７３０の構成の１つの実施形態を示す。「圧電性ポリマーの層」という用語は、説明を容易にするために使用されるが、「ポリマー」という用語は、本願で使用される場合は、コポリマー及び配合物、混合物及びその誘導体も含むことができることに注意されたい。図示のように、層７３０の１つの長い側部７３０_lは、取付け部材７４２，７４３（図１３）が通過して上方に伸びることができるように構成された切り込み７３０ｎ₁，７３０ｎ₂を有するフラップ部７３０ｆを備えている。他の側部７３０ｌ₂はほぼ直線であり、カバー部材７２０の整列した部分と流路部材７１０との間でほぼ同一の高さになるように構成することができる。この取付け部材７４２，７４３を使用して、カバー部材７２０と流路部材７１０とを一緒に留める上部及び下部のブラケット対７４６，７４７を取り付けることができる。カバー部材７２０は留め付ける必要をなくするために十分な重さで形成するか、又は層７３０を所定の位置に保つための望ましい保持力を提供するために、他の取付け手段を使用することができる。可撓性の圧電層７３０は、下側のチャネル７１０ｆの形状にほぼ適合するように、本来の場所に予形成又は形成することができる。カバー部材７２０の位置及び関連する先端の凸部７２０ｔの長さが、層７３０及びカバー部材７２０及び流路部材７１０の協同によって作られる流動オリフィスの大きさに影響することがある。

図１３に示すように、層７３０はその周辺部の周りを挟まれるか又は確実に保持される。しかしながら、層７３０はその主面が上方に屈曲できるように、チャネル７１０ｆの中で保持される。圧電層７３０は、流路７１０ｆ内の層７３０の部分が上方に振動するように保持される。図１３に示すように、信号は信号発生器２０から信号線７７５を経由して直接圧電層７３０に加えることができる。

再度、図１３を参照する。増幅器２０Ａは動作的に信号発生器２０に結合されて、信号が要望通り層７３０に転送される前に信号を変調するために使用することができる。信号発生器２０は、任意のふさわしい信号発生器とすることができる。幾つかの実施形態では、この信号発生器２０は、増幅器を組み込む又は動作的に増幅器と結合できる波形信号発生器である。信号発生器２０は、信号プロセッサの中に組み込まれても又は電子回路の他の構成によって作られても良い。幾つかの実施形態では、ポリマー層７３０の上面をグラウンド接続にし、下面に正の接点を付ける。グラウンドを接続する領域から、金属被覆を除くことができる。上面（乾燥粉末が存在する）をグラウンド接続にすることにより、乾燥粉末が動作の間に電圧を受けないようにすることができる。電気的接点はフラップ７３０ｆの中心部を介して作ることができるが、他の位置も使用できる。

バルブ又は他の「オン／オフ」構成を使用して、不連続な量の乾燥粉末を分配することができる。幾つかの実施形態では、フロー分配は、層７３０及び／又はバルブ部材（図示せず）と通信できるタイマ２０ｔを使用することにより（この機能は、例えば図１３に示されている）、圧電層７３０からのまたそこへの入力信号を終了させる及び／又は切り離すことによって制御することができる。他の実施形態に対して前に説明したように、受入れ容器を分配するオリフィスの下に指定された速度で移動して、望ましい用量を提供する。幾つかの実施形態では、複数の細長い流路を配列して、同時に及び／又は連続的に（同一の又は異なった）乾燥粉末を分配する（図示せず）。

図１３に示すように、装置７００は角度調整機構７８０を備えている。図示のように、この角度調整機構はブラケット７８０ｂを備えて、その上に流路部材７１０の下面の部分を置くことができる。装置７００は、流路部材７１０（及び／又はカバー部材７２０）の部分に旋回できるように取り付けられたヒンジ金具部材７４５を含むことができる。動作に当たっては、ブラケット７８０ｂを上下して流路部材７１０をそれに応じて旋回させ、流路７１０ｆの傾斜角度を調整することができる。当業者が理解するように、他の角度調整構造も使用できる。この角度調整機構７８０は角度計又は他の角度目盛を含み、このためユーザは不適当な測定を行うことなく角度を確認することができる。一般的に、粉末の評価を行う間に、装置７００を使用して流動パラメータを確認する場合、流路７１０ｆは幾つかの異なった角度で位置付けされることがある。幾つかの実施形態では、評価される角度は静的な安息角（９０度以下又は以上）に最も近いがそれ未満とすることができ、幾つかの実施形態では、約１０〜７５度の間である。

望ましい流動的な流れを得るように選択的な振動を行わせるために発生される信号の周波数は、一般に所定の容量に対する周波数の電圧値によって影響される。ポリマー層がこの容量を定義するため、層又はシートの寸法がこのパラメータに影響を与えることになる。さらに、選択された増幅器も、使用する波形信号発生器の動作周波数に制約を加えることがある。既成のユニット（２００Ｖの増幅器など）は、振幅変調された（搬送）周波数の出力を約２５００〜７８００Ｈｚの間に制限し、一方特注の信号プロセッサにはそのような制限はない（約１５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間、又は前述したようにそれ以上の範囲のより高い搬送周波数を発生できる）。好適な波形発生器の例は、Palo Alto, CAにあるAgilentから入手できる品番33120Aであり、増幅器の例は、Cambridge, MAにあるPiezo Systemsから入手できる品番EPA-104である。

装置７００は固定した取付けフレーム７９０を含み、このフレームは角度調整機構７８０、ヒンジ金具部材７４５、及び流路部材及びカバー部材、それぞれ７１０，７２０、を保持する。

図１３に示すように、装置７００はホッパ出口ポート２５ｐを有するホッパ２５を備えることができ、このホッパ出口ポート２５ｐはカバー部材のポート７２１と流体的に連結して、乾燥粉末を流路７１０ｆの中に連続的に又はばらばらに送ることができる。

本発明が考えた方法、システム及び装置は、薬剤の乾燥粉末に対して特に好適ではあるが、トナーなどの任意の所望の乾燥粉末を分配するためにも使用できる。

本発明をここで下記のにより詳細に説明するが、この実施例に限定されるものではない。

表２及び表３のデータは、図１３に示した装置を使用して得られた。信号発生器は、２００Ｖの増幅器であった。Inhalac 230の乾燥粉末（Meggle Gmbh、Wasserburg、ドイツ、からの乾燥粉末であり、製造業者がふるいにかけたときのメッシュ寸法は２３０である）に対して選択された搬送周波数は、７５００Ｈｚであった。圧電性のポリマー層を振動させるために使用する信号（ａｒｂ２信号として識別される）が選択され、及び／又は本願では１つ以上の式１〜６を用いて表される。具体例としての励起信号は、１０〜１５Ｈｚの範囲の４つの変調周波数が重ね合わされた信号を含む。

前記の内容は本発明の例証であり、本発明を限定するものと解釈してはならない。本発明のいくつかの例示的な実施形態を説明してきたが、本発明の新規の教示及び利点から著しく離れることなく、多くの変更が例証的な実施形態の中で可能であることは、当業者に容易に理解されよう。従って、そのような全ての変更は、特許請求の範囲の中で定義されるように、本発明の範囲内に含まれるものとする。特許請求の範囲の中で、手段−プラス−機能という節が使用される場合、その節は列挙された機能及び構造的に等価なものだけでなく等価な構成体を実行するように本願で説明された構成体をカバーするものとする。従って、前述した内容は本発明の例証となるものであり、開示された特定の実施形態に限定されると解釈してはならず、また開示された実施形態及び他の実施形態に対する修正は添付した特許請求の範囲の中に含まれるものとすることは理解されよう。本発明は以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲と等価なものはその中に含まれる。

本発明の実施形態による充填又は分配ノズルの概略的な拡大部分正面図である。 本発明の実施形態を実行するために使用できる動作の実施例のフローチャートである。 本発明の実施形態に基づいて、乾燥粉末量を配分するために使用できる動作の実施例のフローチャートである。 本発明の実施形態に基づいて、種々の乾燥粉末に対するカスタマイズされたエネルギー入力信号の特徴付け及び発生を示す概略図である。 本発明の実施形態に基づいて、好適な信号を決定するために実行できる一連の動作を説明する図である。 本発明の実施形態に基づいて、充填する間に粉末を振動させるために使用される、乾燥粉末を分散するために使用される周波数の関数としての振動振幅のグラフである。 本発明の実施形態による分配システムの部分断面図である。 本発明の別の実施形態による分配システムの部分断面図である。 本発明の別の実施形態による分配システムを正面から見た概略断面図である。 本発明の別の実施形態の正面から見た部分概略断面図である。 本発明の実施形態による振動する挿入部材の側面の斜視図である。 本発明の別の実施形態による分配システムの正面の概略斜視図である。 図１０Ａは、本発明の別の実施形態による分配システムの概略図である。図１０Ｂは、本発明の実施形態による図１０Ａで示したシステムと同様の分配システムを用いて、分配された質量又は重量を決定するために使用できる、電気的パラメータ内の検出可能な変化を示すグラフである。 本発明の実施形態によるコンピュータプログラムのモジュールを示すブロック図である。 本発明の実施形態に基づいて、乾燥粉末の分配パラメータを評価するために使用できる動作のブロック図である。 本発明の実施形態による分配機構の斜視図である。 図１４Ａは、本発明の実施形態による流路部材の正面図である。図１４Ｂは、図１４Ａに示した流路部材の平面図である。図１４Ｃは、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した流路部材の側面図である。 図１５Ａは、本発明の実施形態によるカバー部材の正面図である。図１５Ｂは、図１５Ａに示したカバー部材の平面図である。図１５Ｃは、図１５Ａ及び図１５Ｂに示したカバー部材の側面図である。図１５Ｄは、本発明の実施形態による、図１４Ａの流路部材の上に重なる位置に示したカバー部材の正面図である。 本発明の実施形態による圧電ポリマー部材の平面図である。 本発明の実施形態による、カバー部材（図１５Ａ）と流路部材（図１４Ａ）とを固定するために使用できる締付けブレース（clamping brace）の平面図である。 本発明の実施形態による分配及び／又は乾燥粉末の流量評価装置の別の実施形態の斜視図である。 図１７Ａの線１７Ｂ−１７Ｂに沿って切り取った装置の断面図である。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの分注ポートと、前記分注ポートに至る乾燥粉末用流路とを有するホッパを用い、前記分注ポートを通じて、前記ホッパに収容された前記乾燥粉末を流動可能に分注する方法であって、
   前記乾燥粉末の調合物に応じて予め選定された複数の異なる変調周波数により変調された搬送周波数を含む非線形の振動入力信号を発生するステップと、
   前記乾燥粉末が通過して流れる間に、前記非線形の振動入力信号を振動エネルギーに変換して前記ホッパに印加するステップと、
   前記乾燥粉末の計量された量を、前記分注ポートを通して受取り部材に分注するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記複数の異なる変調周波数が、前記乾燥粉末の所定の流動特性の周波数に対応して選定され、かつ前記発生ステップは、前記印加および分注ステップにおいて、前記乾燥粉末が凝集することなくほぼ均一で流動的な方法で流れるようにするために実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記非線形の振動入力信号が、前記乾燥粉末の調合物に対する質量流量解析で検出されるアバランシェ間の時間の観察された周波数の評価から得られたものである、請求項１に記載の方法。
4. 前記印加ステップが、前記予め選定された複数の異なる変調周波数の振動入力信号を振動エネルギーに変換して同時に印加するように実行される、請求項１に記載の方法。
5. 前記振動エネルギーが、前記非線形の振動入力信号を、前記ホッパまたは前記乾燥粉末を電気−機械的な刺激によって発生される、請求項１に記載の方法。
6. 前記非線形の振動入力信号“ｘ_signal ”は、数式：
   ｘ_signal ＝ ｘｆ₂ ＋ ｘｆ₃ ＋ ｘｆ₄ ＋… ｘｆ_n
   ［式中、ｆ₂、ｆ₃、ｆ₄、…、ｆ_nは、それぞれ、乾燥粉末のアバランシェに基づく解析スペクトルで多く観察される上位の周波数に相当し、ｆ₂、ｆ₃、ｆ₄、…、ｆ_nと共に使用されるパラメーター“ｘ”は、観察された各周波数の振幅重み付けを表す変数である］から得られる、請求項１に記載の方法。
7. 前記の重み付けされた積算周波数成分１つ以上が、数学的位相調整で増幅されている、請求項６に記載の方法。
8. 前記乾燥粉末のアバランシェに基づく解析スペクトルで多く観察される上位の周波数を、前記ｆ₂、ｆ₃、ｆ₄ の上位３つまでとする、請求項６に記載の方法。
9. 乾燥粉末を分注するシステムであって、
   少なくとも１つの分注ポートと内面及び外面を有する壁とを備え、中に乾燥粉末を収容できるように構成されたホッパと、
   前記ホッパと動作可能に結合され、前記乾燥粉末の調合物に応じて選定された複数の異なる変調周波数により変調された搬送周波数を含む非線形の振動入力信号を発生し、振動エネルギーに変換して出力するように構成された少なくとも１つの振動エネルギー発生器と、
   前記ホッパ及び前記振動エネルギー発生器を制御するための制御装置であって、前記乾燥粉末が前記分注ポートに向かって下向きに流れる間に、前記振動エネルギー発生器に、前記非線形振動エネルギーを出力させるような制御装置と、
   を含む、システム。
10. 前記少なくとも１つの振動エネルギー発生器は、前記非線形振動エネルギーとは異なる第２の非線形振動エネルギーをも出力できるように構成され、前記制御装置は、前記乾燥粉末が流れる間に、前記振動エネルギー発生器に、前記いずれかの非線形振動エネルギーを出力させるように構成されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記制御装置と連動する検出システムをさらに含み、前記検出システムは、用量分注に関連するパラメーターを検出して、電子調整用のフィードバックデーターを提供するように構成されている、請求項９または１０に記載のシステム。

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