(57)【要約】  電子制御式の錠剤１００又は薬剤輸送システムが提供される。錠剤１００は、ハウジング１０２；薬剤を格納するための薬剤貯蔵器１０４；消化管を通過する間、前記薬剤貯蔵器１０４内に格納された一以上の薬剤を投与するための電子制御式の放出弁、ポンプ又はハッチ１０６；弁１０６を開閉する決定・制御論理回路１０８；電池１０９；及び少なくとも一のセンサ１１０を有する。決定・制御論理回路は、少なくとも一のセンサ１１０により検出された条件に応じて弁１０６を開き、かつ、閉じる。
2008521794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化管を通過する間に薬剤を投与するための薬剤輸送システムであって、
ハウジング、
前記ハウジング内で前記薬剤を格納する貯蔵器、
前記貯蔵器との流体連通のための弁、
少なくとも一のパラメータを検出する少なくとも一のセンサ、及び、
前記弁を開閉して前記少なくとも一の検出されたパラメータに応じて前記貯蔵器から前記薬剤を投薬するように、前記弁を制御する回路、
を有する薬剤輸送システム。
【請求項２】
前記ハウジングが、チタン、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（商標）２３６３ ポリエーテルウレタンシリーズの材料、Ｅｌａｓｔｈａｎｅポリエーテルウレタン、ＰｕｒＳｉｌ（商標）、及びＣａｒｂｏＳｉｌ（商標）から成る群から選択される少なくとも一の材料によって製造される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記回路が、前記少なくとも一の検出されたパラメータと前記消化管に沿った位置とを相互に関連付ける少なくとも一のデータ構造を格納した少なくとも一のプロセッサを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも一のデータ構造が参照テーブルである請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記回路と前記少なくとも一のセンサとに電力を供給する電池をさらに有する請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記回路が、前記回路および前記少なくとも一のセンサを活性化させる開始タイマ機構を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記開始タイマ機構が、液体の存在を検出するセンサを有する微小電気機械（ＭＥＭ）機構である請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記弁と交信し、前記回路から少なくとも一の信号を受信すると前記弁の開閉を制御する放出コントローラをさらに有する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記放出コントローラが、前記少なくとも一の信号の電圧レベルに応じて前記弁の開き度合いを制御する請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムが、前記消化管の外部から前記システムの検出を可能とする少なくとも一の物質又は装置を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記回路は、前記薬剤が投与されるべき前記消化管に沿った少なくとも一の場所がプログラムされた少なくとも一のプロセッサを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
消化管内で薬剤を投与する方法であって、
開口を有するハウジング内に薬剤を供給するステップ、
前記消化管内に位置する少なくとも一のセンサを用いて少なくとも一の測定値を得るステップ、及び
前記少なくとも一の測定値を分析することにより、前記開口を介して前記薬剤を投与するかを決定するステップ、
を有する方法。
【請求項１３】
前記ハウジングが、チタン、Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（商標）２３６３ ポリエーテルウレタンシリーズの材料、Ｅｌａｓｔｈａｎｅポリエーテルウレタン、ＰｕｒＳｉｌ（商標）、及びＣａｒｂｏＳｉｌ（商標）から成る群から選択される少なくとも一の材料によって製造される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定するステップが、
データ構造を用いて前記少なくとも一の測定値と前記消化管に沿った位置とを相互に関連付けるステップを有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一の測定値を得るために用いられる少なくとも一のセンサに電力を供給する電源を備えるステップをさらに有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一のセンサを活性化させるための開始タイマ機構を備えるステップをさらに有する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記開始タイマ機構が、液体の存在を検出するセンサを有する微小電気機械（ＭＥＭ）機構である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記開口を介した前記薬剤の投与を制御する弁を備えるステップと、
前記弁の開閉を制御するために当該弁と交信を行う放出コントローラを備えるステップとをさらに有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記弁の開き度合いを制御するステップをさらに有する請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記消化管の外部から前記ハウジングを検出することを可能とする少なくとも一の物質又は装置を前記ハウジングに備えるステップをさらに有する請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して薬剤輸送システムに関する。より詳細には、本開示は少なくとも一の薬剤を輸送するための、少なくとも一のセンサを有する電子制御式の錠剤およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人により摂取される薬剤（例えばアスピリンなど）は、一般的に、消化（ＧＩ）管を通過し、そこで吸収され、疾患もしくは健康状態の治療をする。  物体は、典型的に、消化管を２０−４０時間で通過する。いくつかの薬剤は、徐放性カプセルとして利用され、その薬剤の部分々々を異なる時刻において体内に放出する。徐放性カプセルは、消化管内の化学物質とカプセルの被覆物との間の化学反応を利用して、薬剤を溶解、および放出する。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
食物（特に蛋白質や脂肪）や消化管内の化学反応は、薬剤が胃を通過する行程の速度に影響する。したがって、徐放性カプセルとして利用できる薬剤も含め、消化管を通過する際、薬剤は正確な投薬もしくは溶解のパターンに従わない。
【０００４】
例えば、ある人は、健康状態や先行して投与された薬剤等に起因して、消化管内に"通常の"量よりも多くの化学物質を有し、徐放性カプセルの被覆物の通常よりも早い反応を引き起こす可能性がある。その結果、意図した速度よりも早い速度で、徐放性カプセルにより薬剤が放出される。ところが、別の人は、"通常の"量よりも少ない量の化学物質を消化管内に有し、徐放性カプセルの被覆物が通常よりも遅い速度で反応する可能性があり、その結果、意図した速度よりも遅い速度で薬剤を放出する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、少なくとも一の薬剤を輸送するための、少なくとも一のセンサを有する電子制御式の錠剤およびシステムを提供する。薬剤の投与は、消化管に沿って少なくとも一のセンサによって得られた少なくとも一つの測定値、すなわち、例えば少なくとも一の検出された条件又はパラメータ（例えば、ｐＨ、伝導率（含水量）のレベル、等）を用いた位置検出に基づく。例えば、通常の患者では、少なくとも一のセンサが低いｐＨレベルを検出したとすれば、電子制御式の錠剤は、当該錠剤が胃の中に位置していると決定することができる。ｐＨレベルが上昇し始めたとすると、電子制御式の錠剤は、当該錠剤が胃を出て行き、小腸に入っていると決定することができる。
【０００６】
電子制御式の錠剤は、当該錠剤の薬剤貯蔵器内に貯えられる薬剤を投薬するために、検出された条件に従って、弁、ポンプまたはハッチの開閉を制御する決定・制御論理回路を含む。好ましくは、電子制御式の錠剤が飲み込まれた後に、一つ以上のセンサが連続的に読み取られ、データが決定・制御論理回路に提供される。論理回路の少なくとも一のプロセッサがデータの解析を行い、かつ、消化管に沿った、錠剤の相対的な位置を決定する。錠剤の位置は、プロセッサ内に格納された一つ以上の参照テーブルにアクセスすることにより決定され得る。参照テーブルは、好ましくは、一以上の検出条件と消化管に沿った相対的な位置とを相互に関連付ける。
【０００７】
相対的な位置が決定されると、決定・制御論理回路は薬剤貯蔵器内に貯蔵された薬剤を投薬するために弁の開閉を制御するかを決定する。錠剤は薬剤を投薬すべき位置又は場所をプログラムされている。したがって、決定された相対的な位置が少なくとも一の予めプログラムされた場所に実質的に対応する場合、論理回路は弁を開くために、当該弁に信号を送信する。当該信号の電圧レベルが弁の開きの量を決定する。
【０００８】
錠剤は、消化管に沿って例えばｐＨや伝導率（含水量）のレベル等の検出条件を変化させる可能性がある患者の医学的プロファイルあるいは既に患っている疾患に応じてカスタムプログラムされ又は設計されることが想定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本開示の様々な実施の形態を、図面を参照して以下に述べる。
【００１０】
本発明に係る電子制御式の錠剤や薬剤輸送システムが図１および図２に示されており、さらに、具体的に以下に説明する。電子制御式の錠剤１００は、内蔵型の電子制御式薬剤輸送システムである。以下に詳しく述べるように、電子制御式の錠剤１００は、プログラムされた電子機器を含む。当該電子機器は、例えば消化管に沿ったｐＨや伝導率（含水率）のレベル等の少なくとも一の検出条件に応じて放出機構を制御し、薬剤を投与する。錠剤１００は、生体適合性の材料で製造されている。そのため錠剤１００は、少なくとも消化管の通過に要する時間、生体適合性を有する。生体適合性材料は、錠剤が長期の保存期間を有するように、室温中で安定であることが好ましい。
【００１１】
本文中および特許請求の範囲において用いられる際、「薬剤」との語は、医薬、非医学的物質、造影剤、気体、流動体、液体、薬品、放射線剤、イメージングマーカー、人の生体情報を測定するセンサ、および錠剤１００によって投与することができる他の物質のことを言う。
【００１２】
電子制御式の錠剤１００は、開口１０３を規定する外殻すなわちハウジング１０２、薬剤を格納するための薬剤貯蔵器１０４、薬剤貯蔵器１０４内に格納された薬剤を開口１０３を通じて投与するための電子制御式の放出弁、ポンプもしくはハッチ１０６、弁１０６を開閉するための決定・制御論理回路１０８、及び少なくとも一のセンサ（図１および２に示されたセンサ１１０Ａおよび１１０Ｂ）を含む。錠剤１００は、錠剤１００の様々な構成要素に電力を供給する電池１１２をさらに含む。決定・制御論理回路１０８は、さらに以下に説明するように、少なくとも一のセンサ１１０により検出された条件に応じて、弁１０６を開閉する。
【００１３】
好ましくは、外殻１０２は胃酸や胆汁のような体液に対する耐性を有する。外殻１０２は、好ましくは、ペースメーカーリードを含む埋め込み型装置や、人工心臓、人工心臓弁、大動脈内バルーンのような心臓的人工器官、及び心室補助装置の製造に使用される材料で製造される。これらの材料は、チタン、ダウ・ケミカル株式会社（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（商標）２３６３ ポリエーテルウレタンシリーズの材料、および、ポリマー・テクノロジー・グループ社（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ， Ｉｎｃ．）から入手可能なＥｌａｓｔｈａｎｅ Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｕｒｅｔｈａｎｅを含む。他の材料は、同様にポリマー・テクノロジー・グループ社から入手可能である、ＰｕｒＳｉｌ（商標）やＣａｒｂｏＳｉｌ（商標）を含む。
【００１４】
外殻１０２の少なくとも一部は、好ましくは、図１に示すように、患者に磁気検出器を置くことにより消化管に沿った錠剤１００の位置検出に使用される金属の裏地１１１を含む。磁気検出器が金属の裏地１１１を検出したとき、消化管に沿った錠剤１００の位置を容易に確認することができる。外殻１０２は、患者外部からの錠剤１００の検出が可能とするために、金属の裏地１１１以外に、ＲＦ装置やアンテナ、放射透過性物質、イメージングマーカー、赤外線探知器等の、一以上の他の装置や物質を含むことができる。
【００１５】
好ましくは、電子制御式の錠剤１００が飲み込まれた後に、センサ１１０Ａおよび１１０Ｂの一つ又は両方からのセンサ測定値が連続的に読み出され、かつ、データが少なくとも一のプロセッサ２００を含む決定・制御論理回路１０８に提供される。少なくとも一のプロセッサ２００はデータを分析し、消化管に沿った錠剤１００の相対位置を決定する。錠剤１００の位置は、プロセッサ２００内に格納された一以上の参照テーブル又はその他のデータ構造にアクセスすることにより、決定され得る。参照テーブルは、一以上のセンサ測定値又は検出条件と消化管に沿った相対的な位置とを相互に関連付ける。検出されるｐＨレベルと消化管に沿ったそれぞれの相対的な位置とを相互に関連付ける参照テーブルの例を以下に示す。
ｐＨレベル        消化管内位置
７．４−７．７    口腔
６．３−６．９    食道
４．０−４．８    胃
７．０−９．０    小腸
４．０−６．５    結腸
【００１６】
好ましくは、少なくとも一のプロセッサ２００は、錠剤１００が消化管を通過する時間を計る計時回路を有する。少なくとも一のプロセッサ２００は、いかなる瞬間においても特定の時間に基づいて、データ、すなわちセンサ１１０Ａから提供されたデータもしくはセンサ１１０Ｂから提供されたデータ、またはその両方のデータのどのデータを分析するのかを決定するようにプログラムされている。例えば、錠剤１００が投与された後２分から３分の間、少なくとも一のプロセッサ２００はセンサ１１０Ａからのデータを分析するようにプログラムされる。錠剤１００が投与された後３分から５分の間、少なくとも一のプロセッサ２００はセンサ１１０Ｂからのデータを分析するようにプログラムされる。錠剤１００が投与された後５分から１０分の間、少なくとも一のプロセッサ２００はセンサ１１０Ａと１１０Ｂの両方からのデータを分析するようにプログラムされる。投与された後いかなる瞬間においても錠剤１００が消化管に沿ったどの場所にいるのかを決定するために、計時回路から提供される時間も同様に少なくとも一のプロセッサ２００に格納された参照テーブルと相互に関連付けることができる。
【００１７】
相対的な位置が決定されると、決定・制御論理回路１０８は、薬剤貯蔵器１０４内に格納された薬剤を投与するために弁１０６の開閉を制御するかを決定する。錠剤１００は、薬剤を投与すべき場所や位置がプログラムされている。したがって、決定された相対的な位置が少なくとも一の予めプログラムされた場所と実質的に対応することを、論理回路１０８が例えば比較器を用いて決定した場合は、論理回路１０８は放出コントローラ１２０に信号を送信し、弁１０６を制御する。放出コントローラ１２０は、弁１０６を開くために、弁１０６と動作可能なように結び付き、または、交信を行っている。放出コントローラ１２０は論理回路１０８から送信された信号の解釈、および、弁の開き量の制御を行なう回路を含む。
【００１８】
したがって、錠剤１００が目的の場所に到達したとき、弁１０６が論理回路１０８および放出コントローラ１２０の制御の下で開き、薬物が薬剤貯蔵器１０４から投与される。部分的に弁１０６を開くことにより、または、ポンプバルブを用いてゆっくり送り込むことにより、薬剤は、制御された形で投与される。論理回路１０８が薬剤の投与を制御するので、薬剤は、実質的に、放出プロファイルに従って投与される。放出プロファイルの一例は、錠剤１００が小腸を通過するときに薬剤の投与を伴う。
【００１９】
本発明によると、弁１０６を閉じ且つ弁の開口の大きさを制御するために弁１０６を開く量を制御するように、決定・制御論理回路１０８がプログラムされているので、錠剤が消化管を通過する間、望ましい放出プロファイルが順守される。インクジェットプリンタのような微小流体システムにより可能となるような弁の開口のサイズや弁を開く頻度の制御により、電子制御式の錠剤１００はセンサ１１０Ａ、１１０Ｂによる一以上の検出条件に従って放出される薬剤の量を正確に制御することができる。
【００２０】
少なくとも一のプロセッサ２００により弁１０６の放出コントローラ１２０に中継される信号の電圧レベルが、消化管に沿った特定の場所に投与される薬剤の量を制御するように、弁の開口のサイズを決定する。薬剤の投与を停止すべきときは、弁１０６を閉じるために、少なくとも一のプロセッサ２００により別の信号が弁１０６の放出コントローラ１２０に送信される。
【００２１】
論理回路１０８は、少なくとも一の検出条件と消化管に沿った錠剤１００の相対的な位置とを参照テーブルを用いて連続して相互に関連付けることにより、薬剤の投与の停止を決定する。上述したように、錠剤１００は、薬剤を投与すべき場所や位置をプログラムされている。したがって、決定された相対的な位置が少なくとも一のプログラムされた位置に実質的に対応していないと、論理回路１０８が例えば比較器を用いて決定した場合、論理回路１０８は弁１０６を閉じるために放出コントローラ１２０に信号を送信する。
【００２２】
放出コントローラ１２０は、好ましくは、少なくとも一のプロセッサ２００から信号を受信すること、および、弁１０６を閉じかつ（受信した信号の電圧レベルに応じて）弁の開口の大きさや弁１０６を開く程度を制御するために、電子的に制御された弁１０６に対して可変の電圧レベルの信号を発生することが可能な微小電気機械（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ：ＭＥＭＳ）である。最も容易な場合としては、放出コントローラ１２０は、弁１０６にその開閉を引き起こす電圧を供給するトランジスタやＤ／Ａ回路である。
【００２３】
電子制御式の弁１０６は、好ましくは、ＭＥＭＳ弁等の、可変の電圧レベルを取り得る信号により電気的に制御することが可能なＭＥＭＳである。それぞれの電圧レベルは、弁の開口の異なる大きさに対応し、１電圧レベル（もしくは、全く電圧が無い、すなわち信号が無い場合）は、弁１０６が閉ざされることに対応する。弁１０６は、その動作において、弁が開かれる量に応じてインクを供給するためにインクジェットプリンタで使用される弁に類似する。弁１０６は、微小システムにおいて微小な量の液体や気体の動きを制御する微小流体弁として特徴付けられる。
【００２４】
錠剤１００は、消化管に沿って例えばｐＨや伝導率（含水量）のレベル等の検出条件を変化させる可能性がある患者の医学的プロファイルあるいは既に患っている疾患に応じてカスタムプログラムされ又は設計されることが想定されている。図２を参照すると、決定・制御論理回路１０８は、データを連続的に読み取るために論理回路１０８やセンサ１１０Ａ，１１０Ｂを活性化させる開始タイマ機構１１４を含む。好ましい実施の形態においては、開始タイマ機構は、水や唾液等の液体の存在を検出するセンサ１１６を有する微小電気機械（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ：ＭＥＭ）機構である。錠剤１００が摂取され飲み込まれたとき、センサ１１６は液体の存在を検出し、論理回路１０８を活性化させるために論理回路１０８に電気信号を送信する。次いで、論理回路１０８は、センサ１１０Ａ，１１０Ｂおよび連続したデータ読み取りを活性化するために、センサ１１０Ａ，１１０Ｂに信号を送信する。
【００２５】
代わりの実施の形態においては、開始タイマ機構１１４は、論理回路１０８に電気信号を送信するために押下されるボタンである。このボタンは、人や動物により錠剤１００が飲み込まれる直前に押下される。
【００２６】
その他の実施の形態においては、スイッチの二つの電気的な接点を分離する薄くて水に可溶である被覆物が溶解し、それによりスイッチが回路を閉じることが可能となることにより、論理回路１０８およびセンサ１１０Ａ，１１０Ｂの活性化が実現される。さらにその他の実施の形態においては、患者や介護者が手動でスイッチを入れる。
【００２７】
当業者は、本開示に応じた電子制御式の錠剤１００が、口腔や胃を害し又はそれ自体が口腔や胃の中で損傷を受ける溶解性カプセル若しくは圧縮錠剤を使用して投薬することが難しい薬剤成分の投薬に、適していることを理解することができる。流体相の薬は、さらに、従来の錠剤を使用した場合に比べて、本開示の錠剤１００を用いたほうが投薬しやすい。
【００２８】
好ましくは、少なくとも一のプロセッサ２００がセンサ１１０Ａ，１１０Ｂから受信したデータを格納し、錠剤１００が一旦消化管を通過した後にそのデータを読み出すことができる。錠剤１００に少なくとも一のアンテナを有する通信回路を取り付けることにより、患者内部から患者外部に設置されたデータ記録器にデータを送信することができる。データは、検出された条件やパラメータが正常かどうかを決定することに使用することができる。例えば、消化管の様々な部分におけるｐＨレベルが正常と考えられる範囲内かどうかを決定することができる。もし正常と考えられる範囲でなければ、従来から知られた方法により消化管の一以上の部分におけるｐＨレベルを是正するか、又は、消化管の一以上の部分におけるｐＨレベルを上昇もしくは下降させる少なくとも一の薬剤を投与するために一以上の錠剤１００を投薬することにより、処置が施される。
【００２９】
本開示の上述した実施の形態は、本発明を制限するよりはむしろ説明に役立つことを意図し、かつ、本開示のすべての実施の形態を述べることを意図しない。文字通り、および、法上の均等物として特許請求の範囲に説明された開示の精神や範囲を逸脱することなく、様々な修正や変更を成すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る少なくとも一のセンサを有する電子制御式の錠剤の概略図である。
【図２】本発明に係る少なくとも一のセンサを有する電子制御式の錠剤のブロック図である。
【図１】
2008521794.tif 000003
【図２】
2008521794.tif 000004
【国際調査報告】
2008521794.tif 000005
2008521794.tif 000006
2008521794.tif 000007
2008521794.tif 000008