(57)【要約】      （修正有）【課題】先行技術で説明されている機器よりも多量の検体を収集することができる機器の提供。【解決手段】動物の消化管内の内容物採取のための機器は、部分的に拡張可能な少なくとも１つの壁と、検体の吸引を支援するためのアクチュエータ手段とで構成される。消化管の健康状態を診断し、栄養素の吸収及び消化率を判定するために、当該機器を動物に経口的に投与し、収集された検体に対して分析を実施するためにこの機器を糞便から回収する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の消化管内の内容物採取のための機器であって、少なくとも部分的に拡張可能な少なくとも１つの壁と、容器及び検体の前記機器内への吸引を支援するためのアクチュエータ手段とを含み、該機器は閉鎖タブによって閉鎖圧縮状態に保持され、前記閉鎖タブが所定の位置にないとき前記壁が前記アクチュエータ手段によって開放拡張状態へと移動可能である、機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部分的に拡張可能な少なくとも１つの壁からなる、動物の消化管内の内容物を採取するための機器に関する。本発明は、消化管の健康状態を診断し、栄養素の吸収及び消化率を判定するために、動物に経口的に機器を投与し、収集された検体に関する分析を実施するためにその機器を糞便から回収する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
動物の消化管内の物質を直接採取する能力は、消化管の健康状態の診断、生体内回腸タンパク質消化率の決定、動物の消化管内での特定の食事成分と化学的特性及び物理化学的特性との間の関係性の調査のための重要な実現技術である。これには栄養素の吸収、薬物代謝、微生物の分布などが含まれる。
【０００３】
動物の消化管から得られた物質の検体、例えば気体、固体粒子又は液体を分析することによって、採取された材料のｐＨ、酵素活性、及び栄養素組成に関する情報のみならず、消化管の疾患及び微生物の分布を診断するための情報が提供される。
【０００４】
異常の早期の検出、同定、及び位置の決定は、種々の病的状態の確定診断及び／又は治療を行う上で非常に重要なものとなりうる。
【０００５】
さらに、結腸内の腸内細菌叢によるタンパク質の発酵は、人間の結腸がんのリスクを上昇させることが示されているアンモニア、硫化水素、インドール及びフェノールなどの毒性化合物の生成との関連があることから、回腸のタンパク質消化能は食餌の設計における重要な因子である。“動物用の餌の生産”の設計において、食餌のコストと動物からの排出物の環境的影響を最小化することも重要である。
【０００６】
見かけ上の合計消化率（糞便で測定される値）は重要な指標ではあるものの、この手法には多くの欠点があり、特にタンパク質消化率の評価時のその妥当性及び正確性などがあげられる。従って回腸消化率は栄養素の送達のより適切な指標である。回腸末端部から盲腸への流出物は、後腸微生物叢の作用を受ける基質と考えられうる。結果として、回腸消化物から幅広い化学的（例えばタンパク質、炭水化物、繊維、非でんぷん性多糖類、非栄養因子、脂肪）及び物理化学的（例えば粘度）特性を測定できるということは、特定の被験者の消化管疾患に特異的なさらなる診断及び研究的治療を提供することに加えて、消化過程及び糞便の質に対する特定の食事成分の影響に関する我々の理解における大きな変革をも意味することになる。
【０００７】
回腸消化物の収集によって生体内の回腸消化率を調査するための従来の手法には、回腸消化物の繰り返し採取を可能にするための外科的身体改造又は試験動物の屠殺が必要となる手法などが含まれる。
【０００８】
消化管物質の検体は、費用が高額で、時間がかかり、検査時に被験者に疼痛や不安感を与える可能性のある挿管機械装置、例えば内視鏡を使用することによって通常採取される。挿管によって動物から回腸消化物検体を収集する方法は、最も信頼性が高く、正確な現在利用可能な手法であることから、現時点で好んで用いられる選択肢となっている。
【０００９】
特に、挿管内視鏡検査は身体的にも心理的にも不快なものであり、通常は局所麻酔が必要であり、場合によっては鎮静が必要となる。
【００１０】
体内の、特に消化管内の経路又は空洞を生体内で感知するため、並びに情報（例えば画像、ｐＨ情報、温度情報、電気インピーダンス情報、圧力情報など）を送信し、収集するための機器、システム、及び方法が当分野において周知である。
【００１１】
消化管通過中に生体データ（例えば温度、ｐＨ、伝導度、溶解酸素、速度）を収集する、又は患者に目標量の薬を送達する、又は場合によっては消化管全体の画像を生成する嚥下可能なカプセルが当分野で周知である。例えば、Ｇｉｖｅｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｌｔｄ．（Ｙｏｑｎｅａｍ、イスラエル）社製のＰｉｌｌＣａｍ（商標）ＳＢは大きさが１１ｍｍ×２６ｍｍ、重量４グラム未満である。「ＰｉｌｌＣａｍ」は一端に画像取得機器及び光源を備え、２枚／秒の速度で画像を送信し、小腸の疾患を検出し、診断するために医師によって使用される。
【００１２】
さらにフィリップス社製のｉＰｉｌｌ  （フィリップスリサーチ、ＡＥ  Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ、オランダ）は「ＰｉｌｌＣａｍ」と同程度の大きさのカメラ型ピルであり、患者に目標量の薬剤を送達するのに適している。画像収集及び薬剤送達に加えて、消化管通過中に生体データ（例えば温度、ｐＨ、伝導度、溶解酸素、速度）を収集できる類似のカプセルテクノロジーが存在する（非特許文献１、２、３）。  
【００１３】
消化管から液体を採取するための機器が当分野で周知である。特許文献１及び特許文献２はともに、消化管の検体採取のための機器を説明している。カプセルの内部は真空状態であり、吸引口から検体を吸引することができる。カプセル内外の圧力の平衡状態が達成されるまで検体がカプセル内部に流入し、吸引口及び／又は遮断部材が外側への検体の流出を防ぐ。
【００１４】
特許文献３は、機器の本体が１つ以上の区画を備える導管であり、様々なポイントにおいて少量の消化管検体を採取することのできる別の検体採取機器である。
【００１５】
これらの周知の機器は、消化管から検体（１つまたはそれ以上）を吸引する１つの大型チャンバー又は多数の小区画のいずれかを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】国際公開第０２／１０２２４３号
【特許文献２】米国特許第５，９７１，９４２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１６１９２８号明細書
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｊｏｈａｎｎｅｓｓｅｎら、２００４年
【非特許文献２】Ｈａｍｍｏｎｄら、２００５年
【非特許文献３】ＴｗｏｍｅｙおよびＭａｒｃｈｅｓｉ、２００９年
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の機器は、機器を開放拡張状態に伸長させる拡張可能な壁を有しているために、先行技術で説明されている機器よりも多量の検体を収集することができる。
【００１９】
機器を圧縮状態に保持する閉鎖タブは、任意のポイントにおいてスイッチを作動させて開放拡張状態とする可消化コーティング、ｐＨタイマー／センサー又は外力を用いて受動的に作動又は能動的に作動させることができる。これにより、機器を開放するタイミングを良好に制御することが可能となる。機器の開放は予めプログラム可能である又は外部から制御することができる。
【００２０】
より多量の検体を取得でき、検体に対してより幅広い範囲の分析検査を実施できるように、上記のような検体採取機器を改良することが継続的に求められている。さらに、回腸内の検体採取ポイントを変更できれば、回腸全長に及ぶ栄養素の吸収、微生物集団、消化物の粘度の変化を調査することが可能となる。  
【００２１】
本願の発明者は、動物の消化管から多量の内容物を取得するために使用されうる機器を発明し、この機器は非侵襲性であり、外科的手技を必要とせず、検査中の動物の鎮静処置の必要なしに又は検査中の動物に何らかの痛みを与えることなしに使用するのに適している。本発明の機器は、単純で費用が安く信頼でき、かつ容易に使用でき、絶えず監視する必要がない。本発明の機器は糞便から回収可能で、様々な生物学的、化学的及び物理的アッセイを使用することによって検体を容易に抽出し、分析することができる。
本発明の第１の態様において、動物の消化管内の内容物採取のための機器が提供され、この機器は、この機器が閉鎖タブによって閉鎖圧縮状態で保持されるとき少なくとも部分的に拡張可能な少なくとも１つの壁と、容器及び機器内への検体の吸引を支援するためのアクチュエータ手段とを含み、閉鎖タブが所定の位置にある場合、機器は閉鎖圧縮状態にあり、閉鎖タブが所定の位置にない場合、機器は開放拡張状態にある。特に、閉鎖タブが所定の位置にないとき、機器の壁は作動手段によって開放拡張状態へと移動可能である。
【００２２】
特に、アクチュエータ手段は第１の構造（例えば閉鎖圧縮状態）から第２の構造（例えば開放拡張状態）へと機器を変換するように配置され、検体を機器に吸引するのを支援する。
【００２３】
従って本発明の機器は、動物の消化管内の内容物の検体採取に適している。動物、大きさ、品種及び／又は種に応じて、機器のサイズは本明細書にて説明されるように変化する。
【００２４】
動物の消化管内の物質を直接採取する能力は、消化管の健康状態の診断、生体内回腸タンパク質消化率の決定、動物の消化管内での特定の食事成分と化学的特性及び物理化学的特性との間の関係性の調査、例えば栄養素の吸収、薬物代謝、微生物の分布などのための重要な実現技術である。
【００２５】
用語“物質”及び“内容物”は相互に入れ替えて使用可能であり、動物の消化管内に認められうるあらゆる液体、粒子又は気体を意味する。液体は例えば胃、小腸及び大腸内に認められうる。そのような液体は溶液（又は懸濁液）中に、例えば食餌成分、薬剤、食物成分などの種を含む可能性があり、消化産物、微生物代謝産物、気体、例えば酸素、水素、二酸化炭素、メタン、硫化水素なども認められうる。
【００２６】
特に、拡張可能な壁は閉鎖圧縮状態から開放拡張状態に移動可能である。
【００２７】
機器は少なくとも１つの部分的に拡張可能な壁からなる。
【００２８】
１つの実施形態では、この部分的に拡張可能な壁は波型形状を有している。特に、機器が閉鎖圧縮状態にあるとき、拡張可能な壁は波型形状を有している又は実質的に波型形状を有しており、機器が開放拡張状態にあるとき、壁が伸長して機器を第２の開放拡張状態に変換し、この場合当該壁は部分的に平坦になっている。
【００２９】
別の実施形態では、機器が閉鎖圧縮状態にあるとき、拡張可能な壁は平坦である又は実質的に平坦である。機器が開放拡張状態にあるとき、壁が滑動し、機器は第２の開放拡張構造状態に変換される。
【００３０】
いくつかの実施形態では、機器は１つ以上の要素によって少なくとも互いに接続されている２つの２分の１部分を含みうる。特に、２つの２分の１部分は、内部テザーフィラメント、又は類似の要素によって互いに接続されてよい。
【００３１】
特に、機器は動物の消化管に沿って通過中の消化物検体を採取できる。機器は消化管の蠕動に耐えうるものでなければならない。
【００３２】
典型的には、機器は、消化されない、生分解されない、免疫原性でない、生体反応性でない又は不透過性の材料から製造されうる。特に、機器を製造するために使用される材料は、生物学的に不活性な高分子材料アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）であってよい又はその他の生物学的に不活性な材料、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、アクリル及び同様の物質、セラミック又は金属、例えばステンレス鋼から製造されてよく、好ましくは平滑である及び／又はＸ線不透過性である。
【００３３】
特に、使用される材料は機器の外側テクスチャ及び／又は硬度を決定する。材料は硬質な材料、柔軟な材料、平滑な材料及び／又は展性を示す材料であってよく、使用される材料の選好はその使用に依存する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、機器はカプセル又はピルの形状をとる。カプセルは円形、円錐形又は平坦な終端部を持つ円筒であってよい。ピルの形状は部分的に球形であってよい。
【００３５】
特に、機器は好ましくは嚥下に適している。当分野で周知のカプセルの寸法は１１ｍｍ×２６ｍｍ（幅×長さ）であり、例えば「ＰｉｌｌＣａｍ」又はｉＰｉｌｌなどがある。本発明の特定の利点は、機器が嚥下用の第１の閉鎖圧縮状態となるのを可能にし、体内、            
例えば消化管内で第２の開放拡張状態に移行できる拡張可能な壁である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、閉鎖圧縮状態の機器の寸法範囲は５ｍｍ×１５ｍｍ（幅×長さ）から１５ｍｍ×３０ｍｍ（幅×長さ）であってよく、好ましくは最大の長さは２６ｍｍである。閉鎖圧縮状態にある機器の長さは機器が嚥下に適したものになるために重要である。特に、機器の幅の範囲は５ｍｍから１５ｍｍであってよい及び／又は長さの範囲は１５ｍｍから３０ｍｍであってよい及び／又はその組み合わせであってよい。
【００３７】
機器の長さは拡張可能な壁の結果として拡張する。拡張可能な壁は機器をその第１の閉鎖圧縮状態からその第２の開放拡張状態へと伸長させる。いくつかの実施形態では、開放拡張状態にある機器の寸法の幅は５ｍｍ×３０ｍｍ（幅×長さ）から１５ｍｍ×５０ｍｍ（幅×長さ）であってよい。特に、拡張可能な壁は、機器をその閉鎖圧縮状態にある時の長さから最大２０ｍｍ伸長させることができる。特に、機器の幅の範囲は５ｍｍから１５ｍｍであってよく、その拡張状態にある機器の長さの範囲は３０ｍｍから５０ｍｍであってよい及び／又はその組み合わせであってよい。
【００３８】
典型的には、機器は、マイクロコントローラ及びダイオードベースのＣＯＭポートを含むプリント基板を備えてよく、そのようなプリント基板は当分野では周知である。
【００３９】
いくつかの実施形態では、プリント基板はｐＨ回路をさらに備えてよい。この回路は、機器が消化管に沿って通過する最中のｐＨ値の記録をとることができる。さらに、このｐＨ回路は、機器がその第１の閉鎖圧縮状態からその第２の開放拡張状態に伸長する作動の瞬間の記録もとることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、機器はｐＨセンサー、温度センサー、圧力センサー、超音波センサー又は同様のものをさらに備えてよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、機器は少なくとも１つのバッテリー及び関連電子回路を含む。バッテリーは充電式のものであってよい。その他の実施形態では、機器は再利用可能であってよい。ｐＨセンサー、回路、及びバッテリーを含む機器の部分は再利用可能であってよい。
【００４２】
その他の実施形態では、機器はバッテリー及び関連電子回路に接続されているｐＨ感知装置をさらに備えてよい。
【００４３】
さらなる実施形態では、機器はスイッチ、例えばバッテリー及び関連電子回路に接続されているテザーフィラメントを備えてよい。特定の実施形態では、機器はｐＨセンサー、スイッチ、バッテリー及び電子回路の組み合わせを備えてよい。
【００４４】
本発明の機器は、受動的に又は能動的に起動されうる閉鎖タブを備える。
【００４５】
本発明の機器の閉鎖タブは、好ましくは各種既定の条件において既定の時間にわたり機器を圧縮状態に保持することができる、あらゆる物質又は組成又は物体であってよい。
【００４６】
特に、機器は閉鎖タブによって閉鎖圧縮状態に保持されうる。特に、閉鎖タブはコーティング、内部テザーフィラメント、ｐＨセンサー又はスイッチであってよい。
【００４７】
特に、閉鎖タブは体外から遠隔的に起動されてよい、又は時間に基づいてあらかじめプログラムされてよい、又はその他の生理学的特性、例えばｐＨ、圧力、温度、酵素活性などに基づいて起動されてよい。
【００４８】
その他の実施形態では、閉鎖タブは、例えば時間、場所、環境条件他のような特定の条件に反応して起動されてよい。
【００４９】
さらなる実施形態では、機器は閉鎖タブを制御するコントローラを含んでよい。特に、コントローラは既定の時刻に信号を生成する、又は外部から信号を受信してよい若しくは感知されたパラメータ、例えばｐＨ、温度、圧力、酵素活性、又は同様のものに反応して信号を生成してよく、それによって閉鎖タブを起動させる。その他閉鎖タブの制御に適した方法が使用されてよい。
【００５０】
閉鎖タブが酸、アルカリ又は外部遠隔起動のいずれかによって起動されるとき、閉鎖タブは機器が制御可能に閉鎖圧縮状態から解放されて開放拡張状態となるように機器を分解する及び／又はこれを誘発する。
【００５１】
いくつかの実施形態では、閉鎖タブは外部コーティングであってよい。
【００５２】
閉鎖タブがコーティングである特定の実施形態では、コーティングは機器全体を覆ってよい、又はコーティングは機器を部分的に覆ってよい。コーティングは少なくとも２つの２分の１部分の間の接続部を覆ってよい。
【００５３】
典型的には、コーティングは消化管内の内容物と接触すると溶解するあらゆる材料である。特に、そのようなコーティングは接触している内容物のｐＨ条件に依存してよい。コーティングは２層以上の同一材料の層又は異なる材料の層で作製されうる。材料は、消化管に沿って通過中に様々な内容物と接触して徐々に溶解する。
【００５４】
コーティングは、アルカリ環境において分解するｐＨ感受性の材料を含んでよい及び／又はそのような材料から構成されてよい。分解の速度は材料の化学的構造の違い又は塗布される厚さ及び／又は類似材料の形態の違い、又はその両方によって制御されてよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、第１のコーティング材料／層が第１のｐＨ、第１の温度、第１の圧力又は第１の酵素活性に反応して溶解し、第２のコーティング材料／層は第２の異なるｐＨ、異なる温度、異なる圧力又は異なる酵素活性に反応して溶解する。
【００５６】
外部コーティングはｐＨ依存性であってよく、胃酸に接触し、ｐＨ４未満の酸性条件下で胃の中で溶解する、又は例えばｐＨ５−６又は７を超えるアルカリ性の条件下で大腸内で溶解する。
【００５７】
特定の実施形態では、外部コーティングは、例えば、セルロース、アセタートフタラート、ステアリン酸グリセロール、パラフィン、エポキシ化合物又はポリ（メチル）アクリラート、例えばオイドラギット（登録商標）Ｌ、Ｓ又はＥのような材料から作製されてよい。好ましくは外部コーティングは「オイドラギット」Ｌ、Ｓ又はＥである。
【００５８】
その他の実施形態では、閉鎖タブはｐＨセンサーであってよい。
【００５９】
典型的には、ｐＨセンサーは浸漬されることになるｐＨ条件に依存し、これは消化管に沿った場所に依存する特定のｐＨ条件に反応する／応答するようあらかじめプログラムされうる。ｐＨセンサーは、ｐＨ値１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４において及び／又は任意の範囲において及び／又はその組み合わせにおいて起動されるようにあらかじめプログラムされうる。例えば胃の中でその第２の開放構造への機器の拡張が起こるよう、４未満のｐＨをあらかじめプログラムすることができる、又は小腸又は大腸内でその第２の開放構造への機器の拡張が起こるよう、５を超えるｐＨをあらかじめプログラムすることができる。
【００６０】
さらに他の実施形態では、閉鎖タブは外部から電磁的に操作されうる、又はあらかじめプログラムされる内部クロックによって起動されうるスイッチであってよい。
【００６１】
閉鎖タブは、内蔵バッテリーの放電によって生成される局所熱によって分解する、熱分解性の要素を有する内部フィラメントであってよい。この場合、閉鎖タブは、機器内部の電子制御によるバッテリーの放電の制御によって、あらかじめプログラムされた時間に分解されうる。
【００６２】
閉鎖タブは、磁気リードスイッチ又は類似の機器を用いて外部から作動されてよい。作動は、動物が例えば銅コイルの配列などの電磁場を通過することによって、又は電磁場の適用によって達成される。その後発生する磁気スイッチの閉鎖が、圧縮構造にある機器を保持するために使用される熱感受性の要素全体に内蔵バッテリーの放電を引き起こし、この要素の分解と、第２の構造すなわち開放拡張状態への機器の拡張をもたらす。同様の機器の作動は、動物の胃からの機器の排出に伴うｐＨの上昇をｐＨセンサーが検出した後で、予め定められた時間において検体の採取が行われるように、バッテリー放電に先行する時間間隔をあらかじめプログラムすることによって達成されてよい。この場合、外部電磁気による誘発は必要ない。
【００６３】
本発明の機器はアクチュエータ手段を備える。アクチュエータ手段は弾性部材であってよい。特に、これは運動エネルギーを保存できるあらゆる物体であってよい。特定の実施形態ではアクチュエータ手段はバネである。
【００６４】
いくつかの実施形態では、機器はアクチュエータ手段を制御するコントローラをさらに備えてよい。
【００６５】
典型的には、弾性部材は、曲げ、圧縮の力が加わった後で、又は波形になった後で、自身の元の形状又は位置に戻ることができるあらゆる物体を包含する。従って弾性部材は運動エネルギーを保存することができる。弾性部材はバネを含む。
【００６６】
典型的には、バネは、圧縮された又は伸展された後で自身の元の形状を取り戻す、例えばワイヤーのコイルなどの弾性物体である。
【００６７】
その他の実施形態では、アクチュエータ手段は、選択された閉鎖タブの起動に応じて、特定の条件、例えば、時間、場所、環境条件などにおいて起動される。
【００６８】
バネは作動手段として機能する。閉鎖タブが所定の位置にあるとき、バネは圧縮状態に保持される。機器は閉鎖タブによって閉鎖圧縮状態に保持される。閉鎖タブが所定の位置になく、従って起動されているとき（受動的に又は能動的に）、バネは検体を機器に吸引する際のみならず、機器をその第１の閉鎖圧縮構造から第２の開放拡張構造に拡張する際に駆動力として働く。バネの駆動力は、機器が拡張しバネが解放されるのに従って短時間枠の真空状態及び／又は毛細管現象を作り出し、このとき検体が容器内に吸引され、好ましくは外部孔を通ってチャンバー内に吸引される。
【００６９】
アクチュエータ手段は、機器内の内部プロセッサ及び／又はコントローラからの既定の信号に応答して起動されてよい。
【００７０】
特定の実施形態では、アクチュエータ手段は外部コントローラからの信号に応答して起動されてよい。
【００７１】
信号は、機器を第１の閉鎖圧縮構造から第２の開放拡張構造に変換するために、アクチュエータ手段を起動する内部プロセッサ又は外部コントローラによって生成されてよい。機器を伸長させる動きはアクチュエータ手段によって引き起こされる。その結果としてアクチュエータ手段は容器内に検体を吸引し、好ましくは検体収集チャンバー内に吸引する。
【００７２】
特定の実施形態では、機器は１つ以上の吸引口を備え、この吸引口によって検体の一部を容器内に吸引することが可能となる、好ましくは検体収集チャンバー内に吸引することが可能となる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、孔の長さ又は直径は２ｍｍから５ｍｍである。
【００７４】
孔は機器の中間部に位置するように配置されうる。特定の実施形態では、圧縮構造にあるとき孔は視認できない。機器が拡張して開放拡張状態となるとき、孔が外部環境に露出される。孔は容器の終端部又は検体収集チャンバーの終端部に位置することができる。孔は機器に沿って異なる場所に位置することができる。
【００７５】
機器は容器をさらに備える。容器は少なくとも１つの検体収集チャンバーを備える。いくつかの実施形態では、本発明の機器の１つのチャンバー又は複数のチャンバーは外部の１つの柔軟なバルーン構造又は複数の柔軟なバルーン構造である。
【００７６】
さらに、容器は１つ以上の孔を含んでよい。いくつかの実施形態では、孔は外部孔であってよい又は機器内部に位置する内部孔であってよい。
【００７７】
チャンバーはバネの圧縮によって機器内部に収納されてよく、この場合チャンバーはバネ及びバルーン構造配置から構成される。その他の実施形態では、チャンバーは外部検体収集チャンバーであってよく、これは１層のコーティングによって機器の外側に固定される。
【００７８】
いくつかの実施形態では、機器は開放拡張状態にあり、チャンバーの少なくとも１つは最大５ｍｌの容積を有しうる。回盲部（小腸から大腸に至る）を通過する際の制限を考慮すると、検体採取量が５ｍｌを超える状況は起こりそうにない。５ｍｌを超える容積では、このポイントにおいて閉塞が起こる可能性がさらに高くなり、この状況は望ましくない。
【００７９】
いくつかの実施形態では、機器は、消化管内の第１の既定ポイントにおいて第１の検体を収集するための第１の検体収集チャンバーと、消化管内の第２の既定ポイントにおいて第２の検体を収集する第２の検体収集チャンバーとを含む容器を有することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態では、容器は収集された検体と相互作用するための試薬又はマーカーを有する検体収集チャンバーを含んでよい。この検体収集チャンバーは、検体が回収された時点で破壊されることからその使用は１回限りである。
【００８１】
いくつかの実施形態では、本発明の機器は１つ以上の孔を閉鎖するための手段を含む。
【００８２】
好ましい実施形態では、閉鎖のための手段は膨張性の物体、好ましくはポリアクリルアミドビーズである。
【００８３】
ポリアクリルアミドビーズは検体採取孔の裏側のメッシュスクリーン上に固定される。機器が圧縮状態にあるときビーズは乾燥状態であり、胃／腸管内腔の環境から保護されている。閉鎖タブが起動されてアクチュエータ手段を解放し、拡張可能な壁が機器を開放拡張状態へと伸張させるとき、ビーズが水性環境に曝露され、短時間のうちに膨張して水和状態となり、これが検体孔を閉塞して、これにより採取された検体を機器内部に閉じ込める。
【００８４】
閉鎖手段は、受動的閉鎖手段、例えば、自律的閉鎖手段、制御不能な閉鎖手段、孔の１つ以上を部分的に開放／閉鎖できる閉鎖手段、又は動物の体内に入った後は制御されない閉鎖手段などであってよい。代替的には、閉鎖手段は能動的閉鎖手段、例えば制御された閉鎖手段、非自律的閉鎖手段、外部ユーザー、機器又はシステムによって制御される又は誘発される孔の１つ以上を部分的に開放／閉鎖できる閉鎖手段、及び／又は能動的開放及び閉鎖機構（例えば機械的、電子的、又は磁気的機構）又は同様のものを使用する閉鎖手段であってよい。当分野で周知のその他の閉鎖手段も使用されてよい。
【００８５】
本発明の第２の態様は動物の消化管から内容物を採取する方法を提供し、この方法は本発明の機器を動物に経口的に投与するステップと、動物の糞便から機器を回収するステップとを含む。動物によって経口的に摂取された機器は糞便から回収され、検体が容易に抽出される。検体は、各種の生物学的、化学的及び物理的検査、例えばタンパク質に関する総窒素検査、高速液体クロマトグラフィーを使用するアミノ酸分析、例えばゲル浸透クロマトグラフィーによるペプチドサイズの測定などを実施するために保存され、機器から回収される。
【００８６】
いくつかの実施形態では、絶食時に、食物と一緒に、又は給餌後の期間に動物にカプセルが投与される。
【００８７】
いくつかの実施形態では、本発明の方法は動物に対して実施される。動物には、人間、ペット、例えばイヌ、ネコ、若しくはウマ又は家畜動物、例えばウシ、ヒツジ、若しくはニワトリが含まれる。
【００８８】
機器が使用される種に従って、機器の改変が必要となる場合がある。特に、サイズが小さい動物にはサイズの小さい機器が必要となるであろう。消化管ｐＨプロフィールの違いもまた、特に反芻動物の場合には考慮する必要がある。
【００８９】
動物の消化管に沿って通過中の機器を検出する方法は当分野で容易に周知であり、例えばＸ線又は超音波の使用などがある。
【００９０】
本発明の記述的用法
１）  機器は、絶食処置をしていない健康な大型成犬による摂取に安全に使用できることが証明されている：
―全ての成分は適切な医療用グレードのものであり、適切なリスク評価法（例えば定量的リスク評価）を使用して、低い毒性リスクを有すると評価された。
２）機器は、生体外及び生体内において、消化機能の能力の範囲内において計画される、起こりうる範囲の繊維及びタンパク質介入の全体において回腸末端部を代表する物質を採取できることを証明している。
―  生体外  ―  生体外において機器によって収集された検体は、検査される溶液及び混合物が生理学的関連性を有するとき、特定の検体に関する分析測定の誤差の範囲内において、検体採取時にそのような検体が含まれている環境と等しいものである。
―  生体内―生体内において機器によって収集された検体は、特定の検体に関するイヌ個体間の誤差の範囲内において、イヌ（例えば安楽死処置後）の回腸末端部から採取される検体と等しいものである。
３）  機器は、回腸タンパク質消化率の決定のために健康な大型成犬の回腸末端部からより多くの検体を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
ここで後述の実施例及び図を参照することによって本発明をさらに詳細に説明する。これら実施例及び図は例を提示するものに過ぎず、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。以下のいくつかの図に関して言及する。
【図１Ａ】閉鎖圧縮状態にある本発明の機器の概略図である。
【図１Ｂ】閉鎖圧縮状態にある機器の写真である。
【図２Ａ】閉鎖圧縮状態から開放拡張状態へと伸長している機器の概略図である。
【図２Ｂ】開放拡張状態にある機器の写真である。
【図３Ａ】本発明の実施形態の１つの概略図であり、機器はｐＨセンサーを含む。
【図３Ｂ】本発明の実施形態の１つの概略図であり、機器はテザーフィラメント及びスイッチを含む。
【図４】本発明の機器の写真である。
【図５】本発明の機器を起動するプロセスの詳細を説明する概略フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
実施例１
受動的作動機構
バネが内蔵されたカプセルが、オイドラギットＬ―１００（ｐＨ６．０）＋＼−セルロースラップによって一つに保持された（荷重力を分散させるため）。
【００９３】
カプセルを２４時間にわたり胃酸模擬溶液（ｐＨ１）に曝露し、その後重炭酸塩により溶液をｐＨ７．０に調節した後で、作動の時間的評価を実施した。腸溶性コーティングの溶解は非常に変化しやすいものであると思われる。
【００９４】
異なるコーティングを用いて、異なる時間間隔において得られた結果の詳細を下の表１に示す。
【００９５】
【表１】
2019150587.tif 000003
【００９６】
実施例２
能動的作動機構
キャップ付きサンプラーを圧縮し、溶液に沈めて１０分後に取り出し、採取された検体の量を決定するためにユニットの外側を洗浄して重量を測定した。
【００９７】
さらに、内部バネ及び吸引口による制限（ポリアクリルアミドビーズなし）を備えるキャップ付きサンプラーを圧縮し、各種粘度の溶液に沈め、１分間拡張させた。採取された検体の量を評価するために内容物の重量を測定した。
【００９８】
下の表２は採取された体積を示し、使用されたバネは代表的な生理学的粘度の溶液を検体採取チャンバーに吸引するのに十分な堅牢性を有するものであることが示されている。
【００９９】
【表２】
2019150587.tif 000004
【０１００】
実施例３
生体内胃排出時間
下記の研究では、バリウムミールおよびＸ線透視法による観察を使用して、ラブラドールにおける通常の胃排出時間及び消化管通過の測定値を調査する。
【０１０１】
試験パネルは６頭のラブラドールレトリーバー成犬で構成された。それぞれのイヌに対し、３週間の試験期間中、３回にわたって不活性なマーカーである硫酸バリウムを含有するミール（標準的なウェットタイプのＰＥＤＩＧＲＥＥ（登録商標）ｗｉｔｈ  Ｔｒｉｐｅ）を経口的に投与した。イヌには、１日あたりの生存エネルギーの５０％量と硫酸バリウムを７％ｗ／ｗで混合したものを与えた。その後、ミールの胃からの排出及び腸管の通過を明らかにするために、イヌ１頭につき評価日に１２回の蛍光透視法を実施した。これらの蛍光透視検査はバリウムミール投与後＋０分、＋５分、＋１５分及び＋３０分で実施し、その後＋１、＋２、３、４、５、６、７、及び８時間目に実施した。汚食症によってバリウムが別のイヌ個体に移動することがないように、透視法手技の間はイヌを単飼育とした。
【０１０２】
蛍光透視法は、ＧＥヘルスケアＦｌｕｏｒｏｓｔａｒ７９００モバイルＸ線Ｃ−アームシステムを使用して適切な時間に実施した。イヌに送達されるＸ線量を制限するために‘Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｄｏｓｅ’モードで画像を取得し、皮膚への有害な影響が観察されないよう、１週間に送達されるＸ線量を全てのイヌで最大２０００ｍＧｙ＊ｃｍ２に制限した。消化物／バリウム混合物が消化管内を進む様子を観察するのに必要となる適切なレベルの情報を提供するために、側方向及び腹背方向の画像をともに撮影した。Ｘ線透視装置の‘Ａｕｔｏｗｉｎｄｏｗ’機能によって露出の設定をコントロールした。
【０１０３】
消化管内部の消化物／バリウム混合物の場所を評価し、胃、小腸  及び大腸内の消化物／バリウム混合物のおおよその‘充満密度’を評価するため、全例において１名の観察者が画像を主観的に解釈した。
【０１０４】
大部分の例で、摂取後最大少なくとも＋３０分で胃の高い充満密度が観察され、最大＋１時間で著しい量が残存しており、＋２時間及び＋３時間目で残存している量はこれより少なかった。大部分の例で、摂取後＋７時間及び＋８時間の時点で胃に含まれるバリウム残存量はごくわずかなものであった。
【０１０５】
大部分の例で、胃からの最初のバリウムの排出は摂取後＋３０分で観察され、小腸に沿ってＸ線不透過性材料の目立たない痕跡として見えた。胃からの最初のバリウム排出が摂取後＋１５分より前に、又は摂取後＋１時間より後に観察されることは決してなかった。この時間枠の間に胃からの著しい排出は観察されなかったことから、バリウムは液体相によって運ばれていた可能性が高い。
【０１０６】
大部分の例で小腸の高い充満密度が摂取後＋１時間から＋２時間に観察され始め、著しい量が少なくとも＋５時間目まで残存していた。摂取後＋５時間を過ぎると残存量は減少し、摂取後＋７時間及び＋８時間を過ぎると大部分の例で観察される充満密度は非常に低いものに過ぎなかった。
【０１０７】
上行結腸の高い充満密度は摂取後＋３時間で観察され始め、上行結腸、横行結腸、及び下行結腸全体で著しい量が摂取後＋４時間からそれ以降まで残存していた。排便は随意調節下にあることから、結腸は＋４時間から観察期の終わり（＋８時間）まで高い充満密度を示す状態に留まったか、又は排便に対応する時点で内容物が排出されていたかのいずれかであった。
【０１０８】
この研究の目的は、ラブラドール犬における正常な胃排出時間及び消化管通過を、バリウムミールによってＸ線透視法で観察して調査することであった。結果は、バリウムミール摂取後、ラブラドール成犬の胃は摂取後１時間まで高い充満密度を示す状態に留まり、小腸は２時間目から５時間目の間に高い充満密度を示す状態に留まることを示す。
【０１０９】
Ｘ線透視画像の解釈分析は、ミール摂取後＋１時間まで胃が高い充満密度を示す状態に留まり、胃の中に初めて消化物が現れるのが＋３０分目であること、小腸では＋２時間から＋５時間の間高い充満密度が示されたこと、そして結腸は＋４時間からそれ以降まで高い充満密度を示す状態にあることを示唆する。
【０１１０】
実施例４
機器の起動のためのプロセスの詳細（図５参照）。
【０１１１】
カプセルは、１００日間にわたってスリープモード状態を維持できるよう十分なバッテリー電源を有している。“スリープモード”から、カプセルは磁石の存在によって起動される。スリープモード状態のカプセル表面を横切るように磁石を動かすと、カプセルが正常に機能している（例えばワイヤーの断裂がない）かどうかを判定するためにＬＥＤから短い信号が出る。２回点滅はＯＫであり、４回点滅は回路故障を意味する。
【０１１２】
３２秒遅れて生じる１０ミリ秒間の２回目の点滅は、カプセルが“取得モード”に移行したことを示す。
【０１１３】
カプセルはｐＨ電極から１６秒ごとに測定値を取得する。各測定値に伴ってＬＥＤの点滅が生じる。測定値が８つ取得された（１２８秒）後で、ピルはこの８つの測定値の平均値を計算し、この値を内部メモリに保存する。メモリはこれらの平均値を４８０個保存可能であり、データ記録時間は１７時間となる。この時間を超えると、カプセルは“プレシリアルスリープモード”に移行する。
【０１１４】
カプセルは磁石の存在によって中断されない限り、１７時間にわたってデータを収集する。カプセルの表面に磁石を３２秒間当て続けると、カプセルが“プレシリアルスリープモード”状態になる。１７時間が経過する前にカプセルを回収する場合にこの手順が使用される。
【０１１５】
“プレシリアルスリープモード”においては、カプセルはデータ通信を行う前に、磁石のスワイプが起こるのを待つ。磁石のスワイプが起こった後で、ピルは１６秒間待機し、速度３００ボーでＬＥＤからデータをダウンロードする。データ送信中、ＬＥＤはＰＣに取り付けられている光感受性データレコーダーに当てるようにして保持される。
【０１１６】
カプセルは、マグネットを長く（約４８秒間）カプセル表面に当てた状態で保持することによって“スリープモード”に戻る（リセットされる）。カプセルは３２秒後に３回点滅し、さらに１６秒後カプセルは４秒間の長い点滅１回を発して、続いて４回の短い点滅が起こる。その後カプセルは“スリープモード”に戻る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2019150587.tif 000008
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019150587.tif 000010
【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月7日(2019.5.7)
【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】
動物の消化管内の内容物採取のための機器であって、少なくとも部分的に拡張可能な少なくとも１つの壁と、容器及び検体の前記機器内への吸引を支援するためのアクチュエータ手段とを含み、該機器は閉鎖タブによって閉鎖圧縮状態に保持され、前記閉鎖タブが所定の位置にないとき前記壁が前記アクチュエータ手段によって開放拡張状態へと移動可能であり、
前記アクチュエータ手段が、前記機器を、第１の容積を持つ第１の構造から第２の容積を持つ第２の構造へと変換するように配置され、
前記容器が最大５ｍｌの容積を保持できる検体収集チャンバーを備え、
前記検体収集チャンバーが外部開口部を形成する孔を有し、
前記孔を閉鎖するための少なくとも１つの手段を備え、
前記孔を閉鎖するための少なくとも１つの手段が、ポリアクリルアミドビーズであり、
前記ポリアクリルアミドビーズは、前記孔の裏側のメッシュスクリーン上に固定され、前記機器が圧縮状態にあるとき乾燥状態であり、胃／腸管内腔の環境から保護されているとともに、前記閉鎖タブが起動されて前記アクチュエータ手段を解放し、前記拡張可能な壁が前記機器を開放拡張状態へと伸張させるとき、水性環境に曝露され、短時間のうちに膨張して水和状態となり、この膨張して水和状態となった該ポリアクリルアミドビーズが前記孔を閉塞して、これにより採取された検体を前記機器内部に閉じ込めるよう構成されている、機器。
【請求項２】
前記容器が少なくとも１つの検体収集チャンバーを含む、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記アクチュエータ手段がバネ又は弾性部材を含む、請求項１または２に記載の機器。
【請求項４】
前記閉鎖タブが外部コーティング、ｐＨセンサー又はスイッチを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の機器。
【請求項５】
前記拡張可能な壁が波型形状を有している、請求項１から４のいずれか１項に記載の機器。
【請求項６】
前記容器が外部の拡張可能な部材である検体収集チャンバーを備える、請求項２から５のいずれか１項に記載の機器。
【請求項７】
前記容器が少なくとも１つの検体収集チャンバーを含み、該検体収集チャンバーが外部開口部を形成する孔を有し、該孔の長さ又は直径が２ｍｍから５ｍｍである、請求項１から６のいずれか１項に記載の機器。
【請求項８】
前記機器の寸法が、圧縮状態にあるとき５ｍｍ×１５ｍｍ（幅×長さ）から１５ｍｍ×３０ｍｍ（幅×長さ）であり、及び／又は開放拡張状態にあるとき５ｍｍ×３０ｍｍ（幅×長さ）から１５ｍｍ×５０ｍｍ（幅×長さ）である、請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の機器。
【請求項９】
動物の消化管から内容物を採取する方法であって、請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の機器を前記動物に経口的に投与するステップと、前記動物の糞便から前記機器を回収するステップとを有してなる方法。
【請求項１０】
カプセルが絶食時に、食物と一緒に、又は給餌後の期間に前記動物に投与される、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記動物が人間又はペット、例えばイヌ、ネコ、若しくはウマ又は家畜動物、例えばウシ、ヒツジ、若しくはニワトリである、請求項９または１０に記載の方法。