図1は本発明に係る試験物質投与システム� �一例を示す図であって、該システムは、呼� �ピックアップ1で検出される実験動物の呼吸� ��態を監視して呼気相から吸気相へ切り替わ� ��タイミングを測定し、そのタイミングでト� ��ガー信号Tを出力する呼吸モニタリング装置 2と、該装置2からトリガー信号Tが出力された 時に実験動物の鼻腔内もしくは口腔内に一定 量の試験物質を噴射する投与装置3とで構成� �れている。

投与装置3は、粉末剤、液剤あるいは懸濁� �剤等の分散可能な剤型を有する試験物質を� �圧エアによって噴射する投与器4と、呼吸モ� ��タリング装置2からトリガー信号Tが出力さ� �た時に投与器4に対して試験物質を噴射させ� ��ための加圧エアを供給するエア供給機構5と で構成され、投与器4には、実験動物の鼻腔� �もしくは口腔内に試験物質を噴射するため� �ノズル6が取り付けられている。

エア供給機構5は、加圧エアを単発的に圧� �出して供給するエアポンプ7と、該エアポン� ��7を駆動する電動式、油圧式もしくは空圧式 のアクチュエータ8とを具備し、該アクチュ� �ータ8が呼吸モニタリング装置2から出力され るトリガー信号Tにより起動されて、エアポ� �プ7から投与器4に加圧エアが供給されるよう になっている。エアポンプ7は、圧縮変形さ� �て内部の空気を圧し出すゴムポンプや弾性� �エアバッグで構成され、また、アクチュエ� �タ8は、互いに接近及び離反する方向に往復� ��する一対の可動ハンド9a、9bでエアポンプ7� �圧し潰してその内部の空気を圧し出すよう� �なっており、該エアポンプ7から圧し出され� ��加圧エアは、そのエア圧を適度に調整する� ��ギュレータ19が設けられたエア配管20を通じ て投与器4に供給されるようになっている。� �お、エアポンプ7は、ゴムポンプや弾性体エ� ��バッグに限らず、ベローズポンプや、バレ� ��内の空気をピストンロッドで圧し出すシリ� ��ダポンプ等であってもよい。

呼吸ピックアップ1は、投与器4に取り付け� ��れたノズル6を実験動物の鼻孔内又は口内に 挿入した時に、その実験動物の呼吸により生 ずるノズル6内の圧力変動によって呼吸状態� �検出する圧力センサ10と、ノズル6内に流入� �る実験動物の呼気の流量によって呼吸状態� �検出する風量センサ11とで構成され、両セン サ10、11の検出信号がデータロガー等のイン� �ーフェイス12を介して呼吸モニタリング装置 2に入力されるようになっている。なお、両� �ンサ10、11は、ノズル6内に取り付けてもよい が、該ノズル6から噴射される試験物質の流� �を妨げないようにするために、ノズル6に分� ��接続されたチューブ13、14を介して取り付け られている。また、各チューブ13、14には、� �ズル6内の空気と外気との流通を可能にする� ��リフィス15a、15bとチェックバルブ16a、16bが� ��けられて、実験動物の呼吸を妨げることな� ��、その呼吸により両センサ10、11に適度な負 荷を与えることができるようになっている。

呼吸モニタリング装置2は、圧力センサ10と 風量センサ11とを併用した呼吸ピックアップ1 から入力されるデータに基づいて実験動物の 呼吸状態を判断するコンピュータ17と、その� ��吸状態を画面表示するモニター18とで構成� �れている。なお、コンピュータ17は、圧力セ ンサ10からの入力データに基づいて呼気相と� ��気相が切り替わるサイクル時間を測定する� ��共に、風量センサ11からの入力データに基� �いて呼吸(呼気)の強弱変化を測定することに より、実験動物の興奮状態が治まって呼吸状 態が安定したか否かを判断し、呼気相と吸気 相が切り替わるサイクル時間が略一定化する と共に、呼吸(呼気)の強弱変化も小さくなっ� ��呼吸が安定状態となった時に、その呼吸が� ��気相から吸気相へ切り替わるタイミングを� ��定して、そのタイミングでエア供給機構5の アクチュエータ8を起動させるタイミング信� �Tを出力するようになっている。

これにより、実験動物の呼吸が呼気相から 吸気相へ切り替わる時、すなわち実験動物が 鼻や口から息を吸い込む時に、該実験動物の 鼻腔内もしくは口腔内へ投与器4で試験物質� �噴射されるので、その噴射された試験物質� �吸気に運ばれて鼻腔内や肺内に万遍なく分� �するように効率良く投与されることとなる� �

図2は本発明に係る試験物質投与システム� �他の例を示す図であり、該システムは、呼� �ピックアップ1として、実験動物の呼気と吸� ��の温度差によって呼吸状態を検出する温度� ��ンサが用いられている点と、投与装置3のエ ア供給機構5が、コンプレッサ等の空圧源21か ら投与器4に加圧エアを供給するエア回路22と 、該エア回路22を開閉する電磁バルブ等の自� ��バルブ23とを具備し、該自動バルブ23が呼吸 モニタリング装置2から出力されるトリガー� �号Tによって開放されるように構成されてい� ��点で図1のシステムと相違し、その他の構成 は図1のシステムと共通している。

図2の呼吸ピックアップ1は、サーミスタの� ��抗値が温度によって変化することを利用し� ��温度センサであって、そのサーミスタ検出� ��を実験動物の鼻孔に装着するか、もしくは� ��与器4に取り付けたノズル6に添設して、鼻� �吸の呼気と吸気の温度差による抵抗値の変� �を呼吸曲線として検出するようになってい� �。そして、この呼吸ピックアップ1で検出し� ��呼気と吸気の温度差による抵抗値の変化に� ��づいて、呼吸モニタリング装置2が呼気相か ら吸気相へ切り替わるタイミングを測定し、 そのタイミングでトリガー信号Tを出力する� �うになっている。

また、空圧源21から投与器4に加圧エアを供 給するエア回路22には、その加圧エアを清浄� ��するエアフィルタ24や、加圧エアの圧力を� �整するレギュレータ25、26、加圧エアの流量� ��調整する絞り弁27、チェックバルブ28等が介 装されている。

なお、図1及び図2の投与器4は、ノズル6に� �えて、図3の如くマウスピース29を取り付け� �ものであってもよく、該マウスピース29は、 実験動物の鼻腔内もしくは口腔内に試験物質 を噴射し得るように、実験動物の口もしくは 口及び鼻の双方を覆うマスク型に成形され、 実験動物の呼吸により生ずるマウスピース29� ��の圧力変動によって呼吸状態を検出する圧� ��センサ等の呼吸ピックアップ1が添設されて いる。

また、実験動物の呼吸状態を検出する呼吸 ピックアップは、呼気と吸気の温度差によっ て呼吸状態を検出する温度センサや、呼吸に より生ずるノズル6内やマウスピース29内の圧 力変動によって呼吸状態を検出する圧力セン サに限られるものではなく、例えば、呼吸に よって周長が変化する実験動物の胸部もしく は腹部に巻き付けた導電性ゴムの伸縮による 電気抵抗値の変化によって呼吸状態を検出す る電気抵抗式センサ等であってもよい。また 、投与器4は、加圧エアで粉末剤を噴射する� �許文献1及び2記載の投与器に限るものではな く、液剤や懸濁化剤等を加圧エアによって噴 射するものであってもよい。