(57)【要約】  本発明は、栄養素または毒素などの他の化合物を消化管内の吸収から隔離することによって、とりわけ、体重減少および／または体重管理に影響を与えるための組成物、装置、および方法を提供する。組成物、装置、および方法は、圧縮可能な吸収性マトリックス材料から作製された１つまたは複数の部材を使用する。さまざまな実施形態において、マトリックス材料は、日常的使用に適している。圧縮可能な吸収性マトリックス材料は、小さい空間内に効率的にパッキングされるように構成され、かつ／または胃内の消化材料を吸収し、実質的に保持するように構成されたサイズ、形状、および／または表面形状を有する。装置および組成物は、１つもしくは複数のヒドロゲル、可溶性もしくは不溶性の繊維、ろう、および／またはガムをさらに含んで、所望の機械的特性、および／または吸収もしくは遮蔽特性をもたらしてもよい。
2015515308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小さい空間内に効率的にパッキングされるように構成され、および／または胃内の消化材料を吸収し、実質的に保持するように構成されたサイズ、形状、および／または表面形状を有する、圧縮可能な吸収性マトリックス材料の１つまたは複数の部材を備える装置。
【請求項２】
前記吸収性マトリックス材料が、画定された形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記吸収性マトリックス材料が、チューブである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記チューブが、外部と連通する１つまたは複数の内部空隙を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記内部空隙が、画定された形状を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記マトリックス材料が、エラストマー、ラテックス、グアユールゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、セルロース、ナノセルロース、ニトリルゴム、エラスチン、コラーゲンまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
圧縮された後に元の形状に回復する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
ヒドロゲル、可溶性もしくは不溶性繊維、ろうおよびガム、またはそれらの混合物から選択される１つまたは複数の追加の化合物をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ヒドロゲルが、ポリビニルアルコール、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ酢酸ビニル−ポリビニルアルコールコポリマー、ポリ（アクリル酸２−ヒドロキシエチル）、ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、アポリアクリル酸コポリマー、二糖類、多糖類、キトサン、アルジネート、水溶性タンパク質、ポリ核酸、天然粘土、モンモリロナイト、ナトリウムベントナイト、吸収性繊維、超吸収性繊維、マイクロ繊維、ナノ繊維、マイクロ粉末、ナノ粉末、およびそれらの組合せを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
エキソ多糖類粘液、セルロース、セルロース誘導体、ヘミセルロース、ケラチン、エラスチン、コラーゲン、およびそれらの混合物を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
寒天、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、アラビアガム、ガティガム、トラガカントガム（Ｅ４１３）、カラヤガム、グアーガム、ローカストビーンガム、ベータグルカン、チクルガム、ダマールガム、グルコマンナン、マスチックガム、サイリウム種子皮、トウヒガム、タラガム、ゲランガム、キサンタンガム、およびそれらの混合物を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
日常的使用に適しており、安全である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
図１〜１６および図２１〜２６の１つに示されるような表面形状を実質的に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
カプセルの形態である、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
対象者の胃腸管を通過し、実質的に完全な状態のままである、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
対象者の胃腸管内で溶解する、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
栄養素または化合物を消化管内の吸収から隔離するための方法であって、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置を摂取することを含む、方法。
【請求項１８】
肥満症を治療するための方法であって、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置を肥満対象者に提供することを含む、方法。
【請求項１９】
前記装置が、日常的に使用される、請求項１７または請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置を含む、食品または飲料水。
【請求項２１】
食品または飲料水と、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置とを含むキット。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４１，１３８号明細書および２０１２年３月２７日出願の米国特許仮出願第６１／６１６，０３７号明細書に対する優先権を主張するものであり、これらの開示は、参照によって組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、いくつかの使用の中でもとりわけ、摂取食物からＧＩ管内に吸収される栄養素または他の化合物の量を低減するための装置、組成物および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
用語「過体重」は、正常範囲を上回る体重を指す。過体重および肥満症は、肥満度指数（ＢＭＩ）、すなわちメートル単位の身長の２乗によって割られたキログラム単位の体重を算出することによって決定される。過体重は、一般的には、２５から２９．９ｋｇ／ｍ２のＢＭＩとして定義されており、肥満症は、一般的には、３０ｋｇ／ｍ２以上のＢＭＩとして定義されており、重度の肥満症は、一般的には、４０ｋｇ／ｍ２以上のＢＭＩ（または他の医療併存疾患の存在下では３５ｋｇ／ｍ２以上のＢＭＩ）として定義されている。約２２．０ｋｇ／ｍ２未満のＢＭＩが理想的であるが、これは難しく、恐らく多くの個体にとっては非現実的な目標であるかも知れない。
【０００４】
過体重および肥満症は、有病率が増加している世界的な健康疫病である。米国では、２００７年に疾病管理センターおよびアメリカ国立衛生研究所によって収集されたデータに基づくと、アメリカ人の３分の２超が過体重であり、２６〜５５％が肥満である。世界的には、過体重および肥満症は、先進国および開発途上国の両方に影響を与えている。たとえば、英国の人口の約２３％が肥満であり、それに比べてメキシコでは約１１〜２３％、南アフリカでは凡そ３０〜４０％、パキスタンでは約１０％である。
【０００５】
過体重および肥満症は、とりわけ、２型糖尿病、高血圧症、脂質異常症、冠動脈性心疾患、がんおよび脳卒中を含む数多くの健康リスク、ならびに早期の死に関連付けられる。正常な体重の個体と比べ、２６．５から２９．９ｋｇ／ｍ２のＢＭＩは、死のリスクが１．５倍増加することに関連付けられる。３０ｋｇ／ｍ２以上のＢＭＩを有する者は、全死因死亡率が２〜３倍増加する。経済的な影響が大きく、ブルッキングス研究所出版物では、過体重および肥満症の米国に与えるコストは、年間に少なくとも１４７０億ドルになると述べられている。減量の論理的根拠は、医療面および経済面の両方から明確である。
【０００６】
減量するための現在利用可能な方法は、行動修正（食習慣の変更および運動療法）、薬物治療、および肥満手術を含む。薬物治療は、食習慣および運動だけでは体重減少目標に達せなかった患者に必要とされる。ＦＤＡは、体重減少に使用するための２つのクラスの薬剤を明示的に承認している。交感神経刺激薬（たとえばフェンジメトラジン、ジエチルプロピオン、フェンテルミン）は、ノルエピネフリンの放出を刺激し、および／または神経終末内へのその再取り込みを阻害する。わかりやすく言うと、この効果は、カフェインによって生み出されるものと類似するが、これよりもかなり強い。交感神経刺激薬は、食欲の抑制を引き起こすが、高血症、潜在的には心筋梗塞を引き起こす場合もあり、その結果、ＦＤＡにより１２週未満の使用に限定されている。エフェドリンは、これらの有害な副作用により市場から最近取り除かれたこのクラスのひとつである。
【０００７】
吸収不良薬は、肥満症に使用することがＦＤＡで承認されている他の薬剤クラスのものである。オルリスタットが、このグループを代表する唯一のものである。オルリスタットは、膵リパーゼを阻害することによって脂肪消化を変更し、その結果、摂取脂肪の３０％の吸収不良をもたらす。この脂肪は、体によって取り込まれる代わりに、便により排せつされる。オルリスタットは、長期的使用（４年まで）が許容可能である肥満症向けの唯一のＦＤＡ承認薬剤である。
【０００８】
重度の肥満症を有する患者にとって、長期的な体重減少の唯一の証明された機構は、肥満手術である。肥満手術は、吸収不良および／または制限によって体重減少をもたらす。（上記のオルリスタットと同様の）吸収不良は、摂取食物の不完全な吸収を意味する。体は、食事または所与の食料品中に存在するカロリーのすべての量は吸収しない。制限は、胃のサイズを低減する結果としての早期の満腹感を生み出し、食物消費を低減することを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
重度の肥満症のＢＭＩ基準を満たさない過体重および肥満症の患者は、手術を体重減少のための利用可能な選択肢として有さないが、これは、これらの処置への保険補償範囲が、通常、重度の肥満に限定されるからである。したがって、過体重および肥満の患者は、体重減少向けの１つのＦＤＡ承認薬剤しか利用することができない。したがって、体重減少および体重管理のための代替物に対する大きな必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、栄養素または他の化合物（たとえばアルコールまたは毒素）を消化管内の吸収から隔離することによって、（とりわけ）体重減少および／または体重管理に影響を与えるための組成物、装置、および方法を提供する。さまざまな実施形態において、圧縮可能な吸収性マトリックス材料を使用する組成物、装置、および方法は、日常的な使用に適している。
【００１１】
１つの態様において、本発明は、食事後の胃内に存在する栄養素材料などの消化管内の栄養素材料を吸収し、実質的に保持するように設計された圧縮可能な吸収性マトリックス材料の１つまたは複数の部材を備える、装置または組成物を提供する。装置または組成物は、１つもしくは複数のヒドロゲル、可溶性もしくは不溶性の繊維、ろう、および／またはガムをさらに使用して、本明細書で詳細に説明されているように、所望の機械的特性、および／または吸収もしくは遮蔽特性をもたらしてもよい。一部の実施形態において、装置は、チューブの形態であってもよいマトリックス材料部材を含むカプセルの形態である。代替的には、装置または組成物は、食品添加物であってもよい。
【００１２】
別の態様において、本発明は、消化管の吸収作用から栄養素または他の化合物を吸収し、保持する（たとえば遮蔽する）ための方法を提供する。方法は、食前、食事中、または食後に摂取するための装置またはカプセルを提供することを含む。対象者は、過体重または肥満の対象者であってもよく、組成物または装置は、日常的に使用されて体重減少に影響を与えてもよい。代替的には、対象者は、正常な体重ではあるが、たとえば、過体重になるパターンまたは履歴により体重管理を必要とする者でもよい。
【００１３】
さまざまな実施形態において経口的に摂取される装置または組成物は、ＧＩ管内に入ると拡張する、圧縮されたまたは高密度の状態にある１つまたは複数の「スポンジ」または「スポンジチューブ」を含有する。スポンジマトリックスまたは骨格は、スポンジの拡張により変位して体積が大きく拡大する。たとえば、特定の実施形態では、スポンジ材料はそれ自体、流体中、その重量の１０倍以上を吸収してもよく、これは、骨格の場合のように材料を成形するのに役立つ。スポンジが拡張するとき、これは、その体積の１０倍を吸収するだけでなく、骨格の空隙空間内に含有されたすべての流体を吸い込む。すなわち、スポンジの「室」または「穴」は、吸収される流体の体積を劇的に拡大する。これらの流体は、次いで、各室をシールするスポンジ気泡壁内のヒドロゲルによって、スポンジの骨格の内側に捕捉されることになる。
【００１４】
より具体的には、スポンジは、胃内のびじゅく懸濁液の部分を吸収して、小腸内にて吸収できる食物の量を低減する。このようにして、カロリーは、体から「隔離されて」、体重減少を促進する。装置または組成物の設計は、栄養素の吸収（および栄養素の同時隔離）の能力および／または効率性を最大限にし、肥満症向けの薬物ベースの治療に関連付けられる副作用を回避する。たとえば、マトリックス材料の材料および／または表面形状は、１つまたは複数のヒドロゲル、可溶性および／または不溶性の繊維、ろう、ならびにガムと共に、マトリックス材料の効率的なパッキングならびに所望の弾性および／または拡張を含む所望の機械的特性だけでなく、栄養素の吸収ならびに消化作用からのその後の隔離および遮蔽に対する所望の特性をもたらす。
【００１５】
さまざまな実施形態において、本発明は、食材から繊維を徐々に低減しそれを砂糖に置き換える食品産業における傾向を逆転させるのに役立つ。したがって、本発明はまた、砂糖の吸収を解消しながら、繊維を食習慣に供給する。
【００１６】
さまざまな実施形態において、本発明は、一般的には可溶性であり、その結果、他のより低い可溶性の栄養素よりもＧＩによって吸収可能である、砂糖および／またはアルコールに富む流体を吸収する。さらに、砂糖および／またはアルコールは、健康に有益でない場合がある。そのような流体は、次いで、組成物および装置によって、それらの元の状態でおよび／またはゲルもしくは粘液の状態で隔離されてもよい。たとえば、流体は、可溶性繊維のような他の化合物の吸収、それとの反応、またはそれとの会合によって隔離されてもよい。したがって、体は、より少ない栄養素（たとえば砂糖、炭水化物、脂肪、アルコール、およびスピリットなど）に「出会い」（たとえば、消化中、吸収することができようになる）、それとは逆に、より有益な繊維に「出会う」ことになる。
【００１７】
さまざまな実施形態において、本発明は、積極的にまたは意に反して摂取された化合物、液体（たとえばアルコール）、薬物、または他の危険なもしくは毒性の物質を、胃内または胃腸管内において隔離することをもたらす。組成物または装置は、摂取材料を吸収および吸い込み、これをゲル化し、これを安全かつ自然に体から除去する可能性を有する。
【００１８】
さまざまな実施形態において、本発明は、個体の通常の食習慣、通常の味、および平均的な消費者によって摂取される食物の通常の量を大きく変更せずに栄養素の隔離をもたらす。
【００１９】
本発明の装置および組成物は、体重減少の持続のために過体重および肥満者によって、または体重管理のために正常な体重の個体によって日常的にまたは慢性的に使用されてもよい。たとえば、装置は、１年または数年（たとえば１年、２年、３年またはそれ以上の年数）の間、１週間に１回から２０回使用されてもよい。装置は、１年、２年、３年またはそれ以上の間、１日に１回から３回（たとえば食事ごとに）使用されてもよい。代替的には、これは、過剰に食べ過ぎ、放縦なカロリー「損害」の減少を望み得る正常の体重の個体によって短期間使用されてもよい。したがって、本装置および方法は、関連付けられた医療併存疾患、寿命、介護経費、および世界的な経済負担において対応する利益を伴って、肥満症および過体重に対する安価で安全な解決策を世界中の何億人もの人々に提供し得る。
【００２０】
装置および組成物は、積極的にまたは意に反して摂取された毒素またはアルコールを吸収し、その消化または生物学的効果を防止するために使用されてもよい。これらの実施形態では、装置または組成物は、日常的に使用される必要はないが、毒素を含有するリスクがある食物と共に、もしくは毒素の摂取が判明したときにとられてもよく、またはアルコールの過剰消費の影響を回避するかもしくは抑えるために使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１−１６】吸収性材料の例示的な設計を示す図である。
【図１７−２０】例示的な吸収性材料を示す図である。
【図２１−２６】本発明の装置の他の例示的な設計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、栄養素または毒素などの他の化合物を消化管内の吸収から隔離することによって、とりわけ、体重減少および／または体重管理に影響を与えるための組成物、装置、および方法を提供する。組成物、装置、および方法は、圧縮可能な吸収性マトリックス材料から作製された１つまたは複数の部材を使用する。さまざまな実施形態において、マトリックス材料は、日常的使用に適している。圧縮可能な吸収性マトリックス材料は、小さい空間内に効率的にパッキングされるように構成され、および／または胃内の消化材料を吸収し、実質的に保持するように構成されたサイズ、形状、および／または表面形状を有する。装置および組成物は、１つもしくは複数のヒドロゲル、可溶性もしくは不溶性の繊維、ろう、および／またはガムをさらに含んで、所望の機械的特性、および／または吸収もしくは遮蔽特性をもたらしてもよい。
【００２３】
組成物および装置は、摂取された栄養素の、体によるカロリー吸収を低減する。本装置の動作の方法は、「吸収不良」と称されてもよく、これにより、栄養素は、マトリックス材料（たとえばスポンジ材料）によって吸収され、ＧＩ管内で隔離される。したがって、隔離された栄養素は、腸によって代謝または吸収されず、マトリックス材料と共に分泌される。装置は、不活性のものであり、受動的な形で動作し、体の代謝に実質的に干渉せず、基本的には、装置は、摂取された栄養素を、腸絨毛および他の消化活動の吸収作用から「遮蔽」する。
【００２４】
圧縮可能な吸収性マトリックス材料は、一部の実施形態では、スポンジ材料であってもよく、「スポンジチューブ」および／または「スポンジドロップ」の形態であってもよい。チューブは、マトリックス材料の最も分かりやすい簡単な形状であってもよいが、マトリックス材料は、管状の形状であってもなくてもよい。なぜなら他の表面形状が、特定の実施形態では適し、および／または有利になるからである。たとえば、いかなる確定的な形状も有さず、各々が互いに固有のものである、スポンジの不定形に成形された断片は、スポンジを小片に機械的に砕くことによって製造でき、これは、特定の実施形態では適しおよび／または有利であり得る。ある体積がスポンジ内に含有されることが、その外見上の形状よりも重要である。
【００２５】
スポンジ材料は、天然起源の材料であってもよく、あるいは、多数の開口部、空間、たとえば、不定形または定形の形状であり得、スポンジマトリックス「気泡壁」によって画定され得る連続または独立「気泡」を含む、人工的に発泡されたタイプのスポンジであってもよい。スポンジ材料はまた、画定された表面形状または無定形状を有する、定形または不定形の空の空間および閉鎖空間を交互に有する材料、あるいは画定された空間と不定形または無定形の空間との混合物を有する材料であってもよい。一部の実施形態において、スポンジ材料は、機械的作用、化学作用、もしくは熱的作用、またはそれらの組合せの下で潰れることができる幾何学的に操作された構造を有し、その後、拡張した形状をとることができ、拡張した形状は、（圧縮前の）元の形状または別の意図された形状であってもよい。拡張した形状は、通常、胃の内容物との相互作用時または／および装置内に存在する適した添加物との化学相互作用時に、機械的作用、化学作用、または熱的作用の除去に応答して起こる。
【００２６】
マトリックス材料は、機械的圧縮、熱的および／または化学的処理（たとえば、材料を化学的に変性させることによって、架橋することによって、配合することによって、または共有結合配合することによってなど）にかけられたとき、サイズおよび／または体積が、元の圧縮されていないサイズおよび／または拡張した体積よりはるかに小さいサイズおよび／または体積まで低減できる。圧縮可能な特性は、複数のマトリックス材料部材を、カプセルまたは他の送達用ビヒクルなどの小さい空間に効率的にパッキングすることを可能にする。たとえば、圧縮されたサイズまたは体積は、拡張したサイズの約５０％未満であってもよく、あるいは他の実施形態では、拡張したサイズまたは体積の約４０％未満、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約１％未満、約０．５％未満、または約０．１％未満であってもよい。通常、適用された機械的圧縮もしくは化学的制約（たとえば、化学反応、破壊、架橋によるものなど）、またはそれらの両方の解除後、材料は、その元のより大きい形状をとることができる。
【００２７】
マトリックス材料の拡張の機構はまた、弾性戻りであってもよく、この場合、材料は、それ自体エラストマー材料ではないが、材料が、圧縮および／または応力の期間後、その元の形状を少なくとも部分的に依然としてとり得るほど十分堅固であり得る（たとえば、分子クリープ時間が十分長い）。
【００２８】
マトリックス材料は、機械的に平坦化され積み重ねでき、または単に圧縮され、次いで、たとえば摂取用の従来の医薬カプセル内にカプセル封入できる。マトリックス材料は、通常、圧縮することができ、消化管内の液体および／または材料を吸収することができる弾性および／または弾力性の材料から作製される。マトリックス材料は、通常、天然スポンジのような内部多孔率を有する。スポンジまたはスポンジ様材料の気泡は、不揃いおよび／または無定形（たとえば通常の市販されている人工または天然のスポンジのように）であってもよい。代替的には、一部の実施形態において、スポンジ材料の気泡は、ハニカム状もしくは他の幾何学的および／または容量的配置のように、より定形のものであってもよく、および／または幾何学的に整えられていてもよい。
【００２９】
マトリックス材料の幾何学的構造はまた、天然繊維を含む無定形および／または非幾何学的装置と比べて、本装置の拡張、それらの消化用流体吸収および／または保持能力に拡大および／または増大効果をもたらしてもよい。この拡大および／または増大効果は、無定形装置（たとえば不定形の形状を有する装置）と比べて、少なくとも２倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも５０倍、または少なくとも１００倍であることができる。したがって、はるかに少ない数量、質量、体積、投与量、または量の本装置（複数可）または組成物しか、これらの実施形態では必要とされない。たとえば、一部の実施形態において、ユーザは、小さいピルまたはカプセル（たとえば従来のサイズのピルまたはカプセル）を摂取するだけでよい。本明細書において説明されている増大および／または拡大効果により、そのような小さいピルまたはカプセルは、消化用流体の吸収、および結果的には、体による吸収からのその隔離または遮蔽に対する大きい能力を効果的にもたらし得る。
【００３０】
一部の実施形態において、スポンジ材料は、従来の方法によって製造された従来のまたは天然のスポンジであってもよい。他の実施形態において、スポンジタイプの材料は、たとえば発泡剤、反応剤、浸透剤などから製造されてもよく、押し出し、ブロー成型、射出成型、熱成形、機械的または化学的な彫刻および成形などによって形成されてもよい。代替的には、スポンジ材料は、より小さいセグメントならびに／あるいは幾何学的および／または不揃いに成形されたユニットを、より大きいユニットに組み立てることによって作製されてもよく、それによってスポンジ形態の慎重な選択を可能にする。たとえば、スポンジ材料は、押し出しプロセス、ブロー成型プロセス、射出または熱成形の成型プロセスによって作製されてもよく、あるいは機械的および／もしくは化学的に印刷され、または機械的に彫刻されもしくは形成されてもよい。スポンジ材料は、部分的または全体的に弾性、エラストマー、弾力性の材料であってもなくてもよく、反跳性、または部分的に剛性もしくは半剛性、および／または可撓性の材料であってもよい。図１７〜２０は、本発明において使用するのに適した特定の例示的なスポンジ材料を示している。
【００３１】
スポンジ材料は、通常、気泡壁が、「形状記憶」を有するように、すなわち、気泡が、全体的には、適用された機械的および／または化学的圧縮力が解除された後、それらの元のサイズおよび／または形状に少なくとも部分的に戻るまたは拡張するように選択される。一部の実施形態において、スポンジ材料は、膨張可能なプラスチックマトリックス（たとえば、膨張可能なバウンスハウス）内に圧縮されている空気によって引き起こされる膨張と同じように、マトリックス材料を膨張させる水吸収のみにより拡張および収縮してもよい。
【００３２】
解放されたスポンジ材料の拡張の機構は、たとえば、胃内の生理的条件（たとえば３７℃）において、材料が、少なくとも部分的にその元の形状をとるような形状記憶材料の戻りによるものであってもよい。エラストマー材料または弾力性材料が、スポンジ材料に使用されてもよく、たとえば、ラテックス、グアユールゴム、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、セルロース、ナノセルロース、ニトリルゴムなどのエラストマー材料、あるいはエラスチン、コラーゲンおよび／または他の天然タンパク質などの生物学的材料、あるいは圧縮下で長時間後、それらの元の形状を保持し保存することができる、または記憶形状に戻るもしくは異なる形状をとる任意の他の適した材料であってもよい。代替的には、拡張の機構は、たとえば、高い吸収強度を有するヘミセルロースなどの材料を含むとき、主にスポンジの流体吸収によるものであってもよく、動水力を生み出してスポンジの骨格を膨張させることができる。
【００３３】
スポンジマトリックスは、ヒトが摂取するのに安全な材料から作製することができる。適した材料の例は、ポリウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸塩、ＥＶＡ、天然ゴム、シリコン、シリコンゴム、ラテックス、ｅｐｄｍゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ＰＶＡ、ＰＬＡのポリマーまたはコポリマーを含む。適したエラストマー生体材料は、シリコーン、熱可塑性エラストマー、ポリオレフィンおよびポリジエンエラストマー、ポリ塩化ビニル、天然ゴム、グアユールゴム、ヘパリン化ポリマー、ヒドロゲル、ポリペプチド、およびエラストマーを含み、これは、他のポリマー、または天然もしくは人工エラストマー、およびまたは粘土、でんぷん、弾性繊維、弾性マイクロ繊維、弾性ナノ繊維のような充填剤と配合されてもよく、これは、セルロースおよびその誘導体、弾性および非弾性充填剤および粉末などの不活性および／または天然化合物とさらに配合されてもよい。
【００３４】
マトリックスの他の適した材料は、セルロース、ナノセルロース、バクテリアセルロース、セルロース繊維、マイクロ繊維およびナノ繊維、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、他のセルロース誘導体などの天然ポリマー、天然または合成または人工エラストマーおよび／またはキトサン、オプンティア、および他の二糖類、および天然粘土（たとえばモンモリロナイト）のような充填剤および天然ヒドロゲルと配合されたセルロースを含む。
【００３５】
特定の実施形態において、所望の特性、たとえば、膨張、吸収、吸い込み、遮蔽、保持、崩壊などを実質的にすべてもたらし、さらに、生体適合性、生体分解性であってもよく、天然材料のみを含んでもよいスポンジ材料が、使用されてもよい。
【００３６】
特定の実施形態において、適したスポンジは、特別に小さいサイズの多孔性セルローススポンジをカルボキシル化することと、表面に、０．２から０．３の間の置換度を有するＣＯＯＮａおよびＣＯＯＫなどの高親水性官能基を付加することとによって製造されてもよい。
【００３７】
ＧＩ管内のマトリックス材料の崩壊が適切であるか、または必要とされる実施形態では、生体分解性の充填剤、化合物、または繊維が使用できる。消化管内のこれらの化合物、充填剤、または繊維の部分的または全体的な崩壊は、スポンジ材料を部分的または全体的に潰すことを誘発してもよい。したがって、材料の平均崩壊時間は、そのような添加物の割合を調整することによってもたらされてもよい。例示的な充填剤は、デンプンおよび／または他の多糖類を含んでもよい。
【００３８】
スポンジマトリックスのサイズは、たとえば、約１ｎｍから約２５ｍｍ、または約１μｍから約１００μｍの直径の範囲であってもよい。本スポンジチューブの長さは、たとえば、約１μｍから約３インチの範囲であってもよい。したがって、本「チューブ」の表面形状は、選択される幅および長さによって変動してもよい。また、スポンジの異なるサイズおよび形状は、異なる粒子サイズおよび／または懸濁液および／またはコロイドを選択的に捕捉するために使用されてもよい。したがって、カプセルは、さまざまな外部表面形状、スポンジ材料、スポンジ形態などを有する一通りのスポンジを含有してもよい。
【００３９】
さらに、スポンジ表面形状は、パッキングもしくは積み重ねの効率性を最大限にするか、またはカプセル内に圧縮され得るスポンジの数を最大限にすることによって各々のカプセルの栄養素隔離能力を最大限にするように選択されてもよい。
【００４０】
組成物および装置は、他の天然または合成材料をさらに含んで、所望の機械的特性または所望の吸収および／もしくは遮蔽特性をもたらしてもよい。
【００４１】
本装置によって吸収された流体がその後放出されないように、流体は、吸収された後、マトリックス材料の内側に保たれるか、またはその中で隔離されるべきである。加えて、吸収された流体または材料は、消化酵素への曝露から遮蔽されるべきである。したがって、吸収された流体はゲル化され、またはより粘性にされてもよい。こうして捕捉された栄養素は、１つまたは複数のヒドロゲル、繊維、および／またはガムによってチューブの内側でシールまたは隔離されてもよい。そのようなヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）および／またはガム（複数可）は、スポンジ材料内に直接的に組み込まれ、スポンジ壁マトリックス内に配合され、スポンジ気泡の内側に含有されかつ／または分散され、あるいはチューブの特定の領域、たとえば本明細書に説明されているチューブの入口または開口部に位置してもよい。
【００４２】
作用の形態または機構のいかなる特定の理論または説明に束縛されるものではないが、本装置は、部分的には、消化器系内の食物繊維（たとえば可溶性および／または不溶性の繊維）の挙動に類似する様式で作用してもよい。すなわち、組成物および装置は、栄養素の吸収を低下および／または遅延させてもよく、ならびに／あるいは胃腸管内の栄養素の通過を加速させてもよい。したがって、特定の実施形態において、組成物および装置は、可溶性、もしくは不溶性、またはそれらの両方の組合せの天然繊維をできるだけ多く含有してもよい。特定の実施形態では、可溶性および不溶性の繊維の組合せが、使用される。不溶性繊維は、とりわけ、拡張および遮蔽を含む本明細書に説明されている所望の機械的特性をもたらすために含まれてもよい。不溶性繊維はまた、流体をゲル化するおよび／または封入された、束縛された、カプセル封入された、もしくは同伴された流体の粘性を増大させるそれらの粘液特性のために含まれてもよい。
【００４３】
適したヒドロゲルの非限定的な例は、ポリビニルアルコール、ポリ（エチルオキサゾリン）、ポリ酢酸ビニル−ポリビニルアルコールコポリマー、ポリ（アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、およびそのコポリマー、二糖類、多糖類、キトサン、アルジネート、水溶性タンパク質、およびポリ核酸、天然粘土（たとえばモンモリロナイト）、ナトリウムベントナイト、吸収性繊維、超吸収性繊維、マイクロおよびナノ繊維、マイクロおよびナノ粉末、ならびにそれらの組合せを含む。
【００４４】
スポンジ材料内の化合物を形成するヒドロゲルおよび／または粘液および／またはガムの混合の結果、スポンジの気泡、孔、または壁は、浸透性が低くなってもよく、したがって消化用流体の最初の吸収または隔離後、流体の出入りを阻害してもよい。この効果を達成できる人工および／または天然の異なる化合物は、数多く存在する。例示的な天然化合物は、本明細書において上記で説明したような可溶性繊維、ガムなどを含んでもよい。個々のヒドロゲル、ガム、もしくは繊維材料、またはそれらの混合物は、所望の吸収プロファイルおよび／または他の所望の特性（たとえば、拡張特性、吸収能力、機械的特性など）をもたらすように選択されてもよい。
【００４５】
スポンジマトリックス内に分散されたまたはこれに添加され、チューブまたはチューブ気泡内に機械的に含有されたヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）および／またはガム（複数可）は、気泡をシールして、シールされたまたは部分的にシールされた多数のコンパートメントを作り出してもよい。このコンパートメントでは、スポンジが、排せつ前にＧＩ管を進行するときの吸収された栄養素の漏えい、または消化酵素による浸透を防止するために、流体の移動が、部分的または完全に制限されてもよい。スポンジ天井壁内のヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）および／またはガム（複数可）は、スポンジ気泡の拡張が、軸方向の穴を完全にまたは部分的にシールするまで流体で膨張する。ヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）、および／またはガム（複数可）の別の効果は、チューブが体によって自然に排出されようとする場合、結腸内の最終通過に良好に抵抗するために、スポンジチューブをより機械的に安定させまたは頑強にすることであってもよい。
【００４６】
一部の実施形態において、栄養素は、ヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）、および／またはガム（複数可）によってスポンジ内に閉じ込められ、スポンジは、次いで、上部ＧＩ管を通り抜けた後、崩壊する。たとえば、これらのコンパートメントは、最も栄養素の吸収が起こるＧＩ管の部分の後で崩壊してもよく、それにより、機械的安定性は必要でなくともよい。この場合、スポンジ材料は、材料が、チューブの過剰消費を容易にする上で安全性を保証するために下部ＧＩ管内で、または（たとえば腸閉そくを回避するために）臨床的に遅い排出の腸内で少なくとも部分的にまたは完全に崩壊するように選択できる。
【００４７】
一部の実施形態において、組成物および装置は、難消化性デンプン、非難消化性デンプン、および非デンプン性多糖類などの不溶性および可溶性の食物繊維を含む。例としては、アラビノキシラン、セルロース、デキストリン、インスリン、リグニン、ろう、キチン、ペクチン、ベータグルカン、ならびにガラクト糖およびフラクトオリゴ糖を含むオリゴ糖を含む。他の例示的な多糖類は、ペクチンのようなエーテルオポリサッカライドを含む。組成物および装置は、異なる不溶性繊維の混合物、異なる可溶性繊維の混合物、および／または不溶性もしくは可溶性の繊維（複数可）の各々の１つもしくは複数の混合物を使用してもよい。特定の実施形態では、繊維の２つのタイプ（たとえば不溶性および可溶性）の混合物が使用されてもよい。不溶性繊維（複数可）は、「スポンジ」の骨組みをもたらしてもよく、および／または遮蔽機能をもたらしてもよい。
【００４８】
特定の実施形態において、組成物または装置は、エキソ多糖類粘液から選択される１つまたは複数の可溶性繊維を含む。エキソ多糖類粘液は、アロエ、ツルムラサキ（マラバールほうれん草）、サボテン、ヤハズツノマタ（アイリッシュモス）、山の芋（長いも、日本山芋）、ドロセラ（モウセンゴケ）、コロハ、亜麻の種子、コンブ、甘草、ウスベニタチアオイ、ビロードモウズイカ、オクラ、パルテニウム、ムシトリスミレ（コウシンソウ）、オオバコ種子皮、サルビアヒスパニカ（チーア）種子、アカニレ樹皮（スリッパリーエルム、または任意の適した植物からであってもよい。
【００４９】
これらおよび他の実施形態において、組成物および装置は、セルロースあるいはセルロース様メチルセルロース、エチルセルロースおよび／またはメチルエチルセルロースのようなセルロースの誘導体を含んでもよい。
【００５０】
これらのおよび他の実施形態において、組成物および装置は、海藻および他の源から得られ得るものなどの天然ガムを含んでもよい。そのような化合物は、多価電解質：寒天（Ｅ４０６）、アルギン酸（Ｅ４００）、およびアルギン酸ナトリウム（Ｅ４０１）、およびカラギーナン（Ｅ４０７）を含む。非海生植物源から得られる天然ガムは、多価電解質：アカシアの木の樹液からのアラビアガム（Ｅ４１４）、アノゲイスの木の樹液からのガティガム、レンゲソウ低木の樹液からのトラガカントガム（Ｅ４Ｉ３）、およびステルキュリアの木の樹液からのカラヤガム（Ｅ４１６）を含む。他の天然ガムは、グアー豆からのグアーガム（Ｅ４１２）、キャロブ木の種子からのローカストビーンガム（Ｅ４１０）、オート麦または麦ぬかからのベータグルカン、チクル木から得られるチクルガム、フタバガキ科の木の樹液からのダマールガム、コンニャク植物からのグルコマンナン（Ｅ４２５）、マスチックの木から得られるマスチックガム、チューイングガムを含む。特定の実施形態では、粘液材料は、オオバコ植物からのオオバコ種子皮、トウヒの木からのトウヒガム、タラの木の種子からのタラガム（Ｅ４１７）、および／または細菌発酵によって生成された天然ガム、たとえば、多価電解質：ゲランガム（Ｅ４１８）およびキサンタンガム（Ｅ４１５）を含む。ケラチン（たとえば絹など）、エラスチンおよび／またはコラーゲンなどの動物起源の繊維も使用されてもよい。これらの天然ゴムまたは繊維は、商業的供給源から得られてもよい。
【００５１】
ヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）、ろう、および／またはガム（複数可）は、たとえば水および他の流体の吸収によって化学的拡張をもたらすことによって、マトリックス材料の拡張のための追加の機構（または力）をもたらしてもよい。たとえば、マトリックス材料が拡張して、またはスポンジ気泡壁内に存在し得るヒドロゲル（複数可）、繊維（複数可）および／またはガム（複数可）が、水および流体を吸収し、気泡壁を硬化させてスポンジチューブを、圧縮および／または積み重ね前の元のサイズおよび／または形状に少なくとも部分的に戻してもよい。
【００５２】
一部の実施形態において、装置または組成物は、ヘミセルロースまたはキシランを単独で、または化学的および機械的に配合されて含む。この短鎖多糖類（ヘミセルロース）は、安価であり、流体を吸収する優れた能力を有する。たとえば、装置または組成物は、ヘミセルロース−クエン酸塩−キトサン、エアロゲル発泡体を含んでもよく、これらのいずれも、弾性および極めて吸収性のあるものである。これらのまたは他の実施形態において、装置または組成物は、結晶セルロースおよび／または非結晶セルロース、リグニン、または他の硬化化合物などの１つまたは複数の充填剤を含む。そのような実施形態では、マトリックスの拡張機構は、部分的には流体の吸収の結果であり、これは、スポンジの骨格材料を硬化させてもよく、総拡張を拡大してもよい。
【００５３】
一部の実施形態において、組成物または装置は、ヘミセルロースのエステルを（たとえばカルボキシル基を有する）有機酸と共に含む。例としては、クエン酸ヘミセルロース、酢酸ヘミセルロース、ならびに所望の可撓性および弾性反跳を有する発泡体を作製する他の有機酸を含む。他の実施形態において、組成物または装置は、ヘミセルロースを単独で、またはキトサンと共に含む。装置または組成物のさらに別の実施形態では、デンプン−クエン酸塩−キトサン、デンプン−キトサン、またはデンプン−ヘミセルロース−キトサンを使用してもよい。
【００５４】
所望のゲル化作用を得るために、追加の化合物が、ヘミセルロース−クエン酸塩−キトサンの存在下または不在下で含まれてもよい。そのような化合物は、さまざまなタイプのセルロースまたは他の人工および合成化合物、たとえば、ウシ血清アルブミンペクチネート、ペクチン−エチルセルロース、ペクチン酸カルシウムおよびキトサン、ナプロキセンペクチン、脱エステル化されたペクチン、ペクチン酸亜鉛ゲル、アミロース、コンドロイチン硫酸（架橋されたまたは非架橋の）、シクロデキストリン、デキストラン、アルギン酸カルシウムおよびアルギン酸塩、ローカストビーンガム、グアーガム、グルタルアルデヒド、およびエピクロロヒドリンの１つまたは複数などを含む。たとえば、特定の実施形態では、ヘミセルロースマトリックス発泡スポンジ内に配合されてもよいまたは分散されただけでもよいグアーガムが、使用される。
【００５５】
マトリックス材料の拡張のための別の機構は、筋肉構造に類似する形で配置された、化合物および／またはタンパク質様物質もしくは構造の組合せを含んでもよく、この場合、１つの構成要素の別の構成要素に対する収縮、拡張、および／またはねじりが、ローリングおよび／またはねじりまたは拡張作用を引き起こして、その結果、材料の拡張を生じさせてもよい。
【００５６】
圧縮されたマトリックス材料を解放するためのさらに別の機構は、胃の熱および／または酸環境によって活性化される発泡剤および／またはガス放出剤を含んでもよく、これらは、ガスおよび／または発泡を生み出して材料を拡張させてもよい（たとえばＮａＨＣＯ３など）。したがって、スポンジ材料が胃の酸環境に反応する場合、スポンジの材料のすべてまたは一部は、胃酸と反応して、体積を少なくとも部分的に増大させ、スポンジをその元の形状に戻してもよい。圧縮された材料を含有するカプセル（たとえばゲラチンカプセルなど）の溶解後に、胃内に通常放出されるマトリックス材料は、通常、胃の内側で拡張し、その中の流体を吸収する。
【００５７】
拡張のさらに別の機構は、スポンジの一部の部分とスポンジの他の部分との静電および／または磁気の反発力および／または引力、あるいはチューブと別のチューブまたはピル内に含まれたもしくは胃の中に独立的に導入された類似の実体との静電相互作用を含んでもよい。さらに別の実施形態では、マトリックス材料は、上記で説明した弾性拡張機構によってねじられた形状として導入されてもよく、これは、次いでねじり解除され、拡張することができる。
【００５８】
特定の実施形態において、栄養素の捕捉はまた、マトリックス材料のねじり（たとえばキャラメルの包装のような）またはローリングによって引き起こされてもよく、そのような場合、マトリックス材料は、平坦な幾何学構成を有してもよいが、そのような機構は、他の形状で可能であってもよく、スポンジ材料に関連付けられた吸収機構を備えてもよい。そのようなねじりおよび／またはローリングは、上記で述べた機構の１つまたはそれらの組合せによって引き起こされまたは誘発されてもよい。
【００５９】
マトリックス材料は円筒状であってもよく、楕円、長円、正方形、矩形、三角形、または多角形、または台形の断面または形状を有してもよい。さらに、さまざまな定形または不定形の形状または断面が、組成物および装置を形成する際に使用されてもよく、所与の「チューブ」は、特定の形状または断面のより離散した領域の１つを含んでもよい。表面形状および断面は、たとえばカプセル内への効率的なパッキングを支援してもよく、それにより、十分な量の「チューブ」が、小さい空間内に送達されてもよい。表面形状、断面、および開口の構成は、胃の消化産物の効率的な吸収をさらに可能にしてもよい。混合表面形状または形状もまた可能である。図１から１６は、いくつかの例示的な形状および断面の表面形状を示している。さらに、図示するように、マトリックス材料は、通常、１つまたは複数の軸方向の開口部または穴をその最長軸に沿って有するが、２つ以上の穴が本質的に任意の軸に沿って存在してもよい。図１〜１６は、いくつかの可能な穴の構成を示している。
【００６０】
穴（複数可）は、チューブの主要軸（たとえば最長の側部に沿って）の中心に揃えられてもよく、または中心を外してもよい。穴（複数可）は、円形、星形、十字または他のセグメント化された表面形状（図１〜１６を参照）を有することができる。この穴の目的は、胃内の栄養素のすばやい吸収を容易にすることである。穴を備えたスポンジ構造は、スポンジの内部に別のやり方で吸収され得る、より大きいサイズの粒子物質をスポンジの内側に入れ捕捉することを容易にするように設計される。また、穴（複数可）は、通常、カプセルの内側の圧縮されたチューブの体積を徐々に低減し、そのためより多くのチューブが、単一のカプセル内に収容でき、より多くの量の栄養素が、単一のピルによって隔離できる。
【００６１】
一部の実施形態において、装置または組成物は、気泡の壁間の付着を回避するために、スポンジの空洞もしくは複数の空洞内、または気泡内に１つまたは複数の離型剤を含んでもよい。そのような離型剤は、天然または人工ろう、弾性のためのガムとのろう化合物、または単に、ポリエチレン化合物もしくはポリエチレングリコールもしくは単にポリエチレンなどのポリマーの小さい層であることができる。特定の実施形態において、離型剤は、胃内で溶解し、または天然の発泡剤（たとえば重曹）である。
【００６２】
マトリックス材料の外皮は、本質的に完全な状態の、平滑で穿孔もしくは穴を有さないものであることができ、またはいくつかの穴を有してもよく、これらの穴は一部の実施形態では小さくてもよい。そのような全くまたは部分的に完全な状態の皮は、消化の機械的および酵素作用により、吸収された栄養素がマトリックス材料から失われることを回避してもよい。しかし、一部の実施形態において、マトリックス材料の外部は、本質的に内部と同じであり、穿孔されるなどされてもよい。
【００６３】
吸収されるべき栄養素は、通常、皮が存在しない場合は端部に存在していてもよい開口部を介して、またはチューブを貫通する穴の開口端部からマトリックス材料に入る。スポンジの表面形状ならびにスポンジ内のチューブの数および配置は、一定のカプセル容積の内側にできるだけ多くの数のチューブを収容して、チューブがカプセルから放出された後の最良の形状記憶戻りを保証して、各々のチューブの吸収、またはこれらもしくは他の要因の組合せを最大限にするように選択できる。
【００６４】
マトリックス材料は、通常の押し出しによって、または所望の形状の機械的切断後、材料のブロックの発泡によって製造されてもよい。代替的には、マトリックス材料は、高速前進するストリップからパンチできる。マトリックス材料は、スポンジ材料のシートをニップロールすることによってカプセル封入されてもよい。ロールは、製薬産業においてしばしば使用されるような、パッキングまたは保護化合物の連続フィルムであってもよい。たとえば、材料は、ＰＬＡまたは他の天然もしくは人工の材料であってもよい。ニップロールは、マトリックス材料を同時に圧縮および切断し、エーテルロール内で、フィルムを印刷しスポンジ周りにそれをシールする。二重フィルムによって囲まれた複数のこれらの印刷されたスポンジは、通常のゲルキャップカプセルまたは他の類似の容器内に置かれる。類似であるがより小型化されたプロセスが、食品を前提としたスポンジを作製するために使用できる。「スポンジ」マトリックス、骨格は、代替的には、主要な骨格材料（たとえば発泡体）内に穴を機械的にパンチすることと、穴付きの、コア化された、気泡を有する材料を折り畳んだ後、ロールしまたは折り畳むことと、３次元構造を保持するために穴付きのストリップを糊付けまたは機械的に留めることと、次いでこれを圧縮し、カプセル封入することとによって製造できる。ロールは、スポンジを平坦化するだけでなく、さらに、横方向の圧縮も与えるように設計できる。
【００６５】
サイズに応じて、本発明は、マトリックス材料のカプセル封入、マイクロカプセル封入、またはナノカプセル封入を使用してもよい。そのような知られているようなカプセル封入技術は、たとえば、微量栄養素または薬物の送達に使用される。一部の実施形態において、装置および組成物は、カゼインと共にカプセル封入される。マイクロまたはナノカプセル封入ための技術は、パンコーティング、エアサスペンションコーティング、噴霧乾燥、イオンチャンネル型ゲル化、コアセルベーション、その場重合を含む。他の実施形態において、スポンジは、圧縮状態で凍結することによってカプセル封入される。少量の水により、圧縮され凍結された後、スポンジマトリックスは圧縮されたままとなり、それによって容易なカプセル封入を可能にする。
【００６６】
処理されたスポンジが拡張した形態にあるときに、スポンジは、たとえば、味付き脂肪と混合されてから再圧縮され、ヒトが摂取できる状態のコーティングされた顆粒にこれを成形することができる。
【００６７】
体重減少または体重制御のために、説明したような組成物または装置は、食事、または任意の他の食物摂取、たとえば朝食、スナックなどの前、その間、またはその後に摂取される。カプセルは、カプセルサイズ、したがってチューブの数およびカプセルの総吸収能力を調整することによって、大柄もしくは小柄な人体に、および／または軽食もしくは重い食事に特別に適合させることができる。たとえば、「スポンジチューブ」が摂取され、胃または腸内で、カプセルは溶解して、チューブを同時にまたはグループごとに（たとえば遅延放出で）放出する。もはやカプセルによって機械的または化学的に拘束されない放出されたチューブは、次いで拡張して、チューブが放出された時に存在する胃または腸の内容物の一部を吸収し、捕捉し、封入し、吸い込む。
【００６８】
一部の実施形態において、組成物または装置は、食品において直接的に使用されて（たとえばこれと混合されて）、当該装置を含有する食物のカロリー含量を低減してもよい。たとえば、本装置は、食品内に分散され、添加され、かつ／または混合され、あるいは食品に添加するためのパッケージ化された食品内に（たとえば事前パッケージ化された食品内に、レストランで給仕される食物と共に、家庭の食物と共に、または、飲料水内などに）別個の構成要素として含まれてもよい。１つの実施形態において、本装置（複数可）（たとえばカプセルなど）は、これらが、準備された食物と混合されまたはこれに添加され得るような規模またはサイズにされてもよい。たとえば、約５００μｍ未満、約２５０μｍ未満、約１００μｍ未満、約５０μｍ未満、約４０μｍ未満、約３０μｍ未満、約２０μｍ未満、約１０μｍ未満、約５μｍ未満、または約１μｍ未満（または、これ以内のまたはこれを下回る任意の他の値もしくは範囲、または複数の値）の寸法を有する、たとえば、回転楕円体または楕円体の表面形状を有する小さいスポンジ「ドロップ」が、たとえば、チョコレート、スプレッド、ジャム、ピーナッツバター、バター、シリアル、小麦粉、スイーツ、キャンディ、ケーキ、パン生地、パスタ、ショ糖または果糖、もしくはブドウ糖果糖液糖のような砂糖、さらにはソフトもしくはアルコールドリンク、ジュースおよび／または一般的に販売されているもしくはレストランで給仕される任意の他の食物上にまたはその中に存在することができる。
【００６９】
これらのカプセルを小さいサイズにすることにより、これらが咀嚼中に破壊されることを回避することができ、また、これらを味蕾によって検出できないようにしてもよい。たとえば、組成物は味がなくてもよく、ならびに／または、これらが滑らかな「口触り」をもたらすような規模にされてもよい。胃の中に入った後、装置または「ドロップ」は、任意のカプセル封入材料から放出され、次いで、拡張し、流体を吸収することができ、装置がそのように設計されている（本明細書に説明されているような）実施形態では、吸収されたまたはカプセル封入された流体をゲル化することができる。
【００７０】
本装置を含有する食物が、さらなる調理および／または準備を必要とする場合（たとえば小麦粉、パスタなど）、カプセル封入材料は、熱への曝露および／または調理液への曝露に耐えるように選択されてもよい。そのようなカプセル封入は、そのような熱および／流体曝露に耐え得るが、さもなければＧＩ管内で分解または溶解し得るような材料によってもたらされてもよい。たとえば、耐熱性および／または熱安定性であり、通常のｐＨでは耐流体性であるが、酸環境（たとえば胃内のものなどの）では溶解するカプセル封入材料が、選択されてもよい。例示的な材料は、摂氏１９０度の高さの温度に対して抵抗性を有し得るポリ乳酸（ＰＬＡ）を含む。
【００７１】
装置および組成物は、積極的にまたは意に反して摂取された毒素またはアルコールの消化または生物学的効果を吸収し、防止するために使用されてもよく、これらの実施形態では、装置または組成物は日常的に使用される必要はないが、毒素を含有するリスクがある食物と共に、もしくは毒素の摂取が判明したときにとられてもよく、またはアルコールの過剰消費の影響を回避するかもしくは抑えるために使用されてもよい。
【００７２】
用語「隔離する」、「遮蔽する」、「含有する」、「同化を回避する」、および本明細書において使用する類似の用語は、絶対的な意味として意味されないことが理解されよう。換言すれば、本発明の効果は、吸収を部分的に隔離および低減／阻害する装置の能力にある。
【００７３】
以下の非限定的な実施例は、本発明のさまざまな態様を示す。実施例は、当然ながら、本発明の特定の実施形態のみを示すにすぎず、本明細書の終わりに添付された特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲を限定するものでないことを理解されたい。
【実施例】
【００７４】
１つの実施例において、市販の純セルローススポンジを得た。スポンジを凡そ３〜４ｍｍの直径および凡そ１インチの長さを有する小さなチューブ形状に切断した。ストリップを、次いで、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）粉末（ヒドロゲル）でコーティングした。切断されヒドロゲルコーティングされたストリップを、次いで、凡そ６μｍ厚さの壁（たとえば毛髪の厚さ）および約４〜５ｍｍの内径を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）チューブ内に挿入した。スポンジが充填されたこれらのＰＥＴチューブの凡そ１００本の一束を調製した。
【００７５】
これらのスポンジ充填されたＰＥＴチューブの２０本の束を、次いで、長手方向に位置合わせし、圧縮し、凡そ２５ｍｍ長さ、および凡そ９ｍｍの直径のゲラチンカプセルに挿入して「ピル」を形成した。各々のピルは、凡そ５００ｍｇの重さであった。
【００７６】
市販の缶入りチキンスープを得て、プラスチック容器内に注いだ。砂糖、塩、およびレモンジュースをチキンスープに添加して食物が摂取された後の胃の条件（たとえば酸性）、および内容物をシミュレートした。次いで、混合物を約３５〜４０℃辺りの温度まで温めた。
【００７７】
上記で説明したように調製した１つのピルを、次いで、混合物内に置き、混合物を数分間撹拌した。凡そ２．５分後、ゲラチンカプセルは溶解し、スポンジを放出し始めた。溶解するゲラチンカプセルから放出されたスポンジは膨張し始めた。撹拌を凡そ１０分間続けた。
【００７８】
スープで飽和されたスポンジを、次いで、ストレーナで混合物から取り出して重さをはかった。この実験をさらに４回繰り返し、合計で５回の実験を行った。スポンジの総重量は、約１３グラムから約１９グラムの範囲であった。
【００７９】
スポンジチューブは、スープ混合物を吸収した後、より固くなった。流体混合物はスポンジ気泡に入っており、ここでこれらの流体はＣＭＣによってゲル化された。したがって、例示的な実験では、０．５グラムの初期重量から１９グラムの最終重量まで、スポンジは凡そ１８．５グラムのスープ混合物を吸収した。
【００８０】
約４ｋｃａｌ／ｇのスープ混合物の推定カロリー含量に基づき、かつ、スープの水による希釈を考慮して、例示的なピルは、ＧＩ管内の吸収および代謝から隔離される凡そ７２ｋｃａｌの栄養素を吸収できることが算出された。したがって、たとえば、説明したような５個のピルでは、小さいハンバーガーに相当する栄養素をユーザの日常の食習慣から隔離することができる。したがって、凡そ５個の例示的なピルを食物と共に消費する人は、年間凡そ１５ポンド体重を減少させることができる。
【００８１】
本明細書に説明されているスポンジ材料、その表面形状、使用されるヒドロゲル、およびスポンジのパッケージングのさらなる開発および改善は、本発明におけるスポンジおよびこれを含有するピルのカロリー吸収能力を大きく向上させることになる。たとえば、２．５ｃｍ３の近似体積を有し、その元の体積の凡そ１００倍拡張し吸収するスポンジ材料から調製されたスポンジを含有するスポンジピルは、凡そ２５０ｃｍ３までの流体を捕捉することができる。この体積（すなわち２５０ｃｍ３）は、栄養素の少なくとも２５０グラムに相当し、したがって、１個のピルにつき凡そ１，０００ｋｃａｌのカロリー隔離を達成し得る。
【００８２】
本明細書に説明され前述の例によって示された実施形態は、本発明を例示するものであると理解されるべきであり、限定的であると解釈されるべきでない。それとは逆に、本開示は、添付の特許請求の範囲によって具現化されるようなその代替および等価物を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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