(57)【要約】【課題】  生理的パラメータに関する定量的および定性的情報を得ることである。【解決手段】  デバイスは、胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセルと、カプセル内に配置された複数の機能化粒子と、腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成された１つまたは複数の組織貫通部材と、第１の構成および第２の構成を有する作動装置とを含む。作動装置は、第１の構成において、複数の機能化粒子をカプセル内に保持するよう構成される。作動装置は、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子をカプセルから胃腸管の内腔の壁内へと進行させるようさらに構成される。デバイスを含むシステムおよび機能化粒子の身体への送達方法もまた提供される。【選択図】  図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセルと、
前記カプセル内に配置された複数の機能化粒子と、
前記腸管の前記内腔の壁を穿刺するよう構成された、１つまたは複数の組織貫通部材と、
第１の構成および第２の構成を有する作動装置であって、前記第１の構成において、前記複数の機能化粒子を前記カプセル内に保持するよう構成され、前記第１の構成から前記第２の構成へと移行することにより、前記１つまたは複数の組織貫通部材を介して、前記複数の機能化粒子を前記カプセルから前記胃腸管の前記内腔の壁内へと進行させるよう構成される、作動装置と
を含む、デバイス。
【請求項２】
前記作動装置を解除可能な形で前記第１の構成に維持するよう構成されたリリースをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記リリースが、前記胃腸管内の化学的条件に応答して分解するよう構成され、前記リリースの分解が前記作動装置を前記第１の構成から前記第２の構成へと移行させる、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記化学的条件が所定のｐＨ値を含む、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記作動装置がばねを含む、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記リリースが前記ばねと連結され、前記リリースが前記ばねを前記第１の構成における圧縮状態に保持し、前記リリースの分解により前記ばねが解除される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記作動装置がバルーンを含む、請求項３に記載のデバイス。
【請求項８】
前記作動装置の前記第１の構成において、前記リリースが前記バルーンと連結され、第２の区画から分離された第１の区画を画成する、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１の区画および前記第２の区画がそれぞれ、一緒に混合されたときに気体を生成するよう構成された第１の試薬および第２の試薬を含有する、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記リリースが、前記リリースの分解により前記第１および前記第２の試薬が一緒に混合するように構成され、前記第１の構成から前記第２の構成に移行する前記作動装置が、前記第１および前記第２の試薬の前記混合により生成した前記気体に応答して拡張する前記バルーンを含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の組織貫通部材のうちの１つのそれぞれが、前記機能化粒子が通過できるそれぞれの貫通部材内腔およびそれぞれの貫通部材出口を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の組織貫通部材のうちの１つのそれぞれが、前記作動装置と連結され、前記機能化粒子を前記それぞれの貫通部材内腔を通って前記それぞれの貫通部材出口に向かって進行させるよう構成された、それぞれの送達部材をさらに含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記機能化粒子が、標的分析物に対する親和性を有するレセプターを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レセプターが、抗体、核酸、低分子量リガンド、ペプチド、タンパク質、多糖、ポリ不飽和脂肪酸、プラスミド、ウイルスおよびファージからなる群から選択される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記機能化粒子が、蛍光マーカー、自己蛍光マーカー、発光マーカーおよび化学発光マーカーのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記機能化粒子が、球、棒、剥片、円盤、ダイヤモンド、および非対称形からなる群から選択される形状を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記機能化粒子が、常磁性材料、超常磁性材料または強磁性材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記機能化粒子が、生分解性材料から形成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
胃腸管の内腔を通過するサイズである、複数の機能化粒子を含有するカプセルと、
前記機能化粒子が通過できるそれぞれの貫通部材内腔および貫通部材出口をそれぞれが有する、前記胃腸管の前記内腔の壁を穿刺するよう構成された１つまたは複数の組織貫通部材と、
を有するデバイスを提供することを含み、
前記デバイスが、前記１つまたは複数の組織貫通部材を介して、前記複数の機能化粒子の少なくとも一部を前記胃腸管の前記内腔の前記壁内に送達するよう構成される、方法。
【請求項２０】
前記デバイスが、前記胃腸管内の化学的条件に応答して前記機能化粒子の少なくとも一部を送達するよう構成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記条件が所定のｐＨ値を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記デバイスが、機械的入力に応答して前記機能化粒子の少なくとも一部を送達するよう構成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記デバイスが、前記デバイスから隔たった入力に応答して前記機能化粒子の少なくとも一部を送達するよう構成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセル、
前記腸管の前記内腔の壁を穿刺するよう構成された、１つまたは複数の組織貫通部材と、ならびに
第１の構成および第２の構成を有する作動装置、
を含む嚥下可能デバイスと、
表面下脈管構造の内腔内の血中に存在する１つまたは複数の標的分析物と相互作用するよう構成された、前記カプセル内に配置された複数の機能化粒子と、
表面下脈管構造の一部から伝達される、前記１つまたは複数の標的分析物と前記機能化粒子との前記相互作用と関連付けられる分析物応答信号を検出するよう構成された検出器と
を含み、
前記作動装置が、前記第１の構成において、前記複数の機能化粒子を前記カプセル内に保持するよう構成され、前記作動装置が、前記第１の構成から前記第２の構成へと移行することにより、前記１つまたは複数の組織貫通部材を介して、前記複数の機能化粒子を前記カプセルから前記胃腸管の前記内腔の壁内へと進行させるよう構成された、システム。
【請求項２５】
ウェアラブルデバイスを表面下脈管構造の一部に近接する外部身体表面に取り付けるよう構成されたマウントを有するウェアラブルデバイスをさらに含み、前記検出器が前記ウェアラブルデバイス上に取り付けられる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記分析物応答信号に基づいて、臨床的意義のある分析物の存在または非存在を検出するよう構成されたプロセッサをさらに含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記プロセッサが、前記分析物応答信号に基づいて、臨床的意義のある分析物の濃度を決定するようさらに構成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記作動装置がバルーンである、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
デバイス内に複数の機能化粒子をロードすることを含み、
前記デバイスが、
胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセルと、
貫通部材出口をそれぞれが有する、前記腸管の前記内腔の壁を穿刺するよう構成された１つまたは複数の組織貫通部材と、
第１の構成において、複数の機能化粒子を前記カプセル内に保持するよう構成され、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、前記１つまたは複数の組織貫通部材を介して、前記複数の機能化粒子を前記カプセルから前記胃腸管の前記内腔の壁内へと進行させるよう構成される、第１の構成および第２の構成を有する作動装置と
を有する、方法。
【請求項３０】
前記複数の機能化粒子が、前記１つまたは複数の組織貫通部材と連絡する前記カプセル内にロードされる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の構成から前記第２の構成へと移行する前記作動装置により、前記作動装置が、前記１つまたは複数の組織貫通部材を介して、前記複数の機能化粒子の少なくとも一部を前記胃腸管の前記内腔の前記壁内に送達するよう構成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記作動装置が、前記胃腸管内の化学的条件に応答して前記第１の構成から前記第２の構成へと移行するよう構成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記条件が所定のｐＨ値を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記作動装置が、機械的入力に応答して第１の構成から第２の構成へと移行するよう構成される、請求項１９に記載の方法。
【請求項３５】
前記作動装置が、前記デバイスから隔たった入力に応答して前記第１の構成から前記第２の構成へと移行するよう構成される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１３年９月５日に出願された米国特許出願第１４／０１８，６０５号の優先権を主張し、ここにその全体が参照により組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  本明細書において特に指定しない限り、本節に記載の資料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本節に含まれることにより、先行技術と認められるわけではない。
【０００３】
[0003]  人の血液または他の体液中の１つまたは複数の分析物を検出および／または測定することにより、人の生理的状態を評価するため、医療分野において数多くの科学的方法が開発されてきた。１つまたは複数の分析物は、血中に存在するかもしくは存在しないか、または特定の濃度もしくは濃度の範囲で存在するときに、人の医学的状態または健康状態の指標となりうる、任意の分析物でありうる。１つまたは複数の分析物は、酵素、試薬、ホルモン、タンパク質、細胞または他の分子、たとえば炭水化物、たとえばグルコースを含みうる。
【０００４】
[0004]  典型的なシナリオでは、人の血液が採取され、実験室に送られるか、またはハンドヘルド検査デバイス、たとえばグルコース計に入力され、血中の様々な分析物レベルおよびパラメータを測定するために、１つまたは複数の検査が実施される。ほとんどの人にとって血液検査は頻度の高いものではなく、医学的状態の指標である異常な分析物レベルは、次の血液検査が実施されるまで同定されないことがありうる。血糖濃度の検査のために定期的に血液を採取する糖尿病患者に見られるように、比較的血液検査の頻度が高い場合であっても、それらの血液検査は、典型的にはユーザーが目覚めているときに実施される。だが、夜間の血糖値（およびかかる値の潜在的変動）は、医師がその人の医学的状態を評価するのを補助する、重要な情報を提供しうる。さらに、ほとんどの既知の分析物検出および分析方法は、血液または他の体液試料の収集を必要とし、これは不便で、侵襲的でありえ、かなりの患者のコンプライアンスを要しうる。
【０００５】
[0005]  医学的状態の治療または分析のため、造影剤、治療剤または薬剤を身体内へ導入するための方法には、経口、静脈内、筋肉内、皮下、経粘膜および局所送達が含まれる。これらの方法のいくつかは、すべての試剤または物質の送達に適用可能でないかもしれない。たとえば、いくつかのタンパク質、抗体、ペプチド、ワクチンおよび遺伝子薬（gene-based drugs）は、以下を含む数多くの理由により、従来の経口送達法を介しては投与できない。すなわち、胃の不快感および出血を含む合併症を伴う劣悪な経口耐性、胃内での薬剤化合物の崩壊／分解、ならびに、分子サイズおよび電荷の問題による、薬物の劣悪、緩徐、不規則または非効率的な吸収である。従来の代替的薬物送達法、たとえば静脈内および筋肉内送達は、針刺しによる苦痛および感染の危険性、無菌操作の使用の必要性ならびに長期間患者に静脈ラインを維持することの必要性および付随する危険性を含む、数多くの欠点を有する。他の薬物送達アプローチ、たとえば移植可能な薬物送達ポンプが用いられてきた一方で、これらのアプローチは、デバイスの半永久的な移植を要し、依然として静脈内送達の限界の多くを有しうる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本開示のいくつかの実施形態は、（１）胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセル、（２）カプセル内に配置された複数の機能化粒子、（３）腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成された、１つまたは複数の組織貫通部材、ならびに（４）第１の構成および第２の構成を有する作動装置、を含み、作動装置が、第１の構成において、複数の機能化粒子をカプセル内に保持するよう構成され、作動装置が、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子をカプセルから胃腸管の内腔の壁内へと進行させるよう構成される、デバイスを提供する。
【０００７】
[0007]  本開示のいくつかの実施形態は、（ｉ）（１）胃腸管の内腔を通過するサイズである、複数の機能化粒子を含有するカプセル、ならびに（２）機能化粒子が通過できるそれぞれの貫通部材内腔および貫通部材出口をそれぞれが有する、胃腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成された１つまたは複数の組織貫通部材、を有するデバイスを摂取すること、ならびに（ｉｉ）１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子の少なくとも一部を胃腸管の内腔の壁内に送達すること、を含む方法を提供する。
【０００８】
[0008]  本開示の実施形態は、（１）（ｉ）胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセル、（ｉｉ）腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成された、１つまたは複数の組織貫通部材、ならびに（ｉｉｉ）第１の構成および第２の構成を有する作動装置、を含み、作動装置が、第１の構成において、複数の機能化粒子をカプセル内に保持するよう構成され、作動装置が、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子をカプセルから胃腸管の内腔の壁内へと進行させるよう構成される、嚥下可能デバイス、（２）表面下脈管構造（subsurface vasculature）の内腔内の血中に存在する１つまたは複数の標的分析物と相互作用するよう構成された、カプセル内に配置された複数の機能化粒子、ならびに（３）表面下脈管構造の一部から伝達される、１つまたは複数の標的分析物と機能化粒子との相互作用と関連付けられる分析物応答信号を検出するよう構成された検出器、を含むシステムをさらに提供する。
【０００９】
[0009]  本発明の実施形態は、複数の機能化粒子を、（ａ）胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセル、（ｉｉ）貫通部材出口をそれぞれが有する、腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成された１つまたは複数の組織貫通部材、ならびに（ｉｉｉ）第１の構成および第２の構成を有する作動装置、を有するデバイス内にロードすることを含み、作動装置が、第１の構成において、複数の機能化粒子をカプセル内に保持するよう構成され、作動装置が、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子をカプセルから胃腸管の内腔の壁内へと進行させるよう構成される、方法をさらに提供する。
【００１０】
[0010]  これらのことは、他の態様、利点、および代替案とともに、以下の詳細な説明を、必要に応じて添付の図面を参照しながら読むことにより、当業者に明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】[0012]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の実施形態の側面図である。
【図２Ｂ】嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の実施形態の側面図である。
【図２Ｃ】嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の実施形態の側面図である。
【図２Ｄ】嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の実施形態の側面図である。
【図３】[0013]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の一実施形態の側面図である。
【図４】[0014]嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図５】[0015]嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図６】[0016]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の一実施形態の側断面図である。
【図７Ａ】[0017]腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図７Ｂ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図７Ｃ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図７Ｄ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図７Ｅ】[0018]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための作動装置および組織貫通部材の一部の一実施形態の斜視図である。
【図８】[0019]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のための組織貫通部材の一実施形態の側断面図である。
【図９】[0020]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のためのリリース（release）の一実施形態である図である。
【図１０】[0021]嚥下可能な送達デバイスにおける使用のためのリリースの一実施形態である図である。
【図１１Ａ】[0022]腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１１Ｂ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１１Ｃ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１２Ａ】[0023]嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の正断面図である。
【図１２Ｂ】[0024]嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１３Ａ】[0025]腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１３Ｂ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１４Ａ】[0026]腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１４Ｂ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１４Ｃ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１４Ｄ】腸管の内腔内に示される、嚥下可能な送達デバイスの一実施形態の側断面図である。
【図１５】[0027]嚥下可能な送達デバイスを含むシステムの一実施形態の図である。
【図１６】[0028]複数の生理的パラメータを検出および測定するための例示的なウェアラブルデバイスの斜視図である。
【図１７Ａ】[0029]着用者の手首上に取り付けられたときの、例示的な手首取付けデバイス（wrist-mounted device）の上面斜視図である。
【図１７Ｂ】[0030]着用者の手首上に取り付けられたときの、図１７Ａに示される例示的な手首取付けデバイスの底面斜視図である。
【図１８】[0031]サーバと通信する複数の手首取付けデバイスを含む例示的システムのブロック図である。
【図１９】[0032]機能化粒子の例示的送達方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0033]  以下の詳細な説明において、本出願の一部を形成する添付の図面に言及する。図面において、類似の記号は、文脈がそうでないことを示さない限り、典型的には、類似の構成部を同定する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載の例示的実施形態は、限定を意図してはいない。本明細書に提示される主題の範囲から逸脱することなしに、他の実施形態を利用でき、他の変更がなされてもよい。本明細書に一般に記載され、図面に示されている本開示の態様は、そのすべてが本明細書において明確に考慮される多様な異なる構成で配置し、置換し、組み合わせ、分離し、設計できることが容易に理解されると考えられる。
【００１３】
Ｉ．概観
[0034]  人の健康と関連する生理的パラメータに関する定量的および定性的情報は、身体に取り付けられたウェアラブルデバイスで、表面下脈管構造内の血液循環における１つまたは複数の分析物を非侵襲的に測定することにより得られる。１つまたは複数の分析物は、特定の濃度または濃度の範囲で血中に存在するときに、デバイスを装着する人の医学的状態または健康の指標となりうる、任意の分析物でありうる。たとえば、１つまたは複数の分析物は、酵素、ホルモン、タンパク質、または他の分子を含みうる。
【００１４】
[0035]  例示的一実施形態において、ウェアラブルデバイスは、臨床的意義のある分析物と、表面下脈管構造の内腔内に導入された機能化粒子、たとえばマイクロ粒子またはナノ粒子との結合を検出することにより、少なくともいくつかの健康関連情報を得る。粒子は、不活性物質、たとえばポリスチレンでできていてもよく、約２０マイクロメートル未満の直径を有しうる。いくつかの実施形態において、粒子は、およそ約１０ｎｍ〜１μｍの直径を有する。さらなる実施形態において、直径およそ１０〜１００ｎｍの小粒子を集合させて、およそ１〜１０マイクロメートルのより大きな「クラスタ」または「アセンブリ」を形成できる。当業者は、「粒子」をその最も広い意味で理解し、それが任意の加工材料、分子、クリプトファン、ウイルス、ファージ等の形態を取りうることを理解すると考えられる。さらに、粒子は任意の形状のもの、たとえば、球状のもの、棒状のもの、非対称形状等であってもよい。いくつかの例において、粒子は磁性であってもよく、常磁性、超常磁性または強磁性材料または磁場に応答する任意の他の材料から形成できる。
【００１５】
[0036]  粒子、または複合体になっている一群の複数の粒子は、臨床的意義のある分析物と結合または相互作用する特異的親和性を有するレセプターで機能化できる。レセプターは、粒子自体に固有（inherent）であってもよい。たとえば、粒子自体は、ある種の分析物に対し固有の親和性を有するウイルスまたはファージであってもよい。加えてまたは代わりに、共有結合または他の仕方で、特定の臨床的意義のある分析物と特異的に結合するかまたはそれを他の仕方で認識するレセプターを結合または会合させることにより、粒子を機能化できる。機能化レセプターは、抗体、ペプチド、核酸、ファージ、細菌、ウイルス、または標的分析物に対し所定の親和性を有する任意の他の分子でありうる。インビボでの粒子への問合せを補助できる他の化合物または分子、たとえばフルオロフォアまたは自己蛍光もしくは発光マーカーもまた、粒子に結合できる。
【００１６】
[0037]  ウェアラブルデバイスは、ウェアラブルデバイスのローカルエリアに、表面下脈管構造の内腔内に存在する機能化粒子に非侵襲的に問い合わせるための、１つまたは複数のデータ収集システムをさらに含んでいてもよい。一例において、ウェアラブルデバイスは、問合せ信号に応答して表面下脈管構造の一部から伝達される応答信号を検出するための検出器を含む。すべての場合において必要ではないが、ウェアラブルデバイスはまた、着用者の皮膚を表面下脈管構造の一部内へと透過して機能化粒子と標的分析物との結合と関連付けられる応答信号を誘導できる問合せ信号を伝達するための、信号源を含んでいてもよい。問合せ信号は、着用者に無害で、臨床的意義のある分析物と機能化粒子との結合を検出するために使用できる応答信号をもたらす、任意の種類の信号でありうる。
【００１７】
[0038]  加えて、ウェアラブルデバイスにより収集されたデータは、臨床的意義のある分析物の存在または非存在を検出するために、ウェアラブルデバイス上でローカルに、またはそれから離れてリモートで分析できる。いくつかの例において、検出器により検出された応答信号に基づいて臨床的意義のある分析物の濃度をさらに決定し、少なくとも臨床的意義のある分析物の存在、非存在および／または濃度に基づいて医学的状態が示されるかどうかを決定するために、データを分析できる。ウェアラブルデバイスにより収集されたデータの使用の可能な一例として、心臓発作または卒中を潜在的に引き起こしうる不安定動脈プラークの存在は、多くの場合、血中のある種のタンパク質マーカーの増加と関連付けられる。この医学的状態について危険がありうる人は、かかるタンパク質マーカーと結合するよう機能化された粒子を摂取し、タンパク質のマーカーの濃度を決定するために機能化粒子を定期的に（たとえば毎時間）収集し、それに問い合わせるよう構成されたデバイスをその手首に着用してもよい。タンパク質マーカーの濃度が心臓発作または他の致命的症状の発症の高い危険性を示すとデバイスが決定する場合、デバイスを装着している人が即座に医学的配慮を求めることができるよう、デバイスはユーザーインターフェース（たとえば警告音）を通じて警告を発してもよい。
【００１８】
[0039]  機能化粒子は、血流、または他の体液内に、注射により、摂取により、吸入により、経皮的に、または何らかの他の仕方で導入されてもよい。一例において、機能化粒子は、嚥下可能な送達デバイス、たとえばカプセルにより、胃腸（gastrointestinal: GI）管に送達される。本明細書において使用される「ＧＩ管」は、食道（esophagus: E）、胃（stomach: S）、小腸（small intestine: SI）、大腸（large intestine: LI）および肛門を指す一方で、「腸管」は、小腸および大腸を指す。本発明の様々な実施形態を、腸管内および全ＧＩ管内の両方への薬物１００の送達のために構成および配置できる。カプセルは内部容積を含み、当技術分野において知られている様々な生体適合性ポリマーから製造できる。カプセルは、様々な生分解性ポリマーを含む様々な非毒性材料から製造できる。カプセルはまた、デバイスが小腸の壁内に機能化粒子を送達するのを可能にするために、胃酸からカプセルを保護する一方で、小腸内での生分解を可能にするための、小腸内のｐＨまたは他の条件に応答性である腸溶性または他のコーティングを有していてもよい。
【００１９】
[0040]  本明細書に記載の送達デバイスは、哺乳動物の胃腸管、たとえばヒト、イヌ、ウシまたはブタ腸管への機能化粒子の送達のために使用できる。送達デバイスおよび機能化粒子の特徴は、研究対象の特定の哺乳動物に合わせてもよい。たとえば、様々な生分解性材料を用いるデバイスの実施形態において、それらの材料が分解するｐＨは、選択された哺乳動物の胃腸管の標的部分のｐＨに基づいて選択できる。
【００２０】
[0041]  一実施形態において、カプセルは、拡張可能部材および拡張可能部材の拡張により腸壁内へと進行可能な組織貫通部材を含む。カプセルは、内部容積および組織貫通部材が通って腸壁内へと進行できる少なくとも１つの開口部を含む。いくつかの例において、拡張可能部材は、カプセル内部容積内に配置され、組織貫通部材と連結されたバルーンとして提供される。バルーンは、少なくとも部分的に非拡張状態にあるカプセルの内壁に取り付けられ、当技術分野において知られている様々な非柔軟性ポリマー（non-compliant polymer）、たとえばＰＥＴ、ポリエチレンおよびポリイミドを含みうる。バルーンは、薄壁、たとえば約０．０２ミリメートル未満であってもよい。
【００２１】
[0042]  いくつかの実施形態において、バルーンの拡張は、バルーンに気体を充填することにより生じ、これは、二酸化炭素または他の気体の産生をもたらす化学反応により達成できる。バルーンは、分離バルブまたは他の分離手段により分離される少なくとも第１および第２の部分または区画を含んでいてもよい。液体、たとえば水を、第１の区画内に配置でき、典型的には固体だが、液体でもありうる少なくとも１種の反応剤を、第２の区画に配置できる。反応剤は、少なくとも２種の反応剤、たとえばクエン酸等の酸および炭酸水素ナトリウム等の塩基を含んでいてもよく、これらは約１：２の比を有しうる。酢酸等の他の酸および塩基を含む他の反応剤もまた考慮される。本明細書においてより詳細に説明するとおり、バルブまたは他の分離手段が開くとき、反応剤は液体中で混合し、バルーンを拡張させて組織貫通部材を腸壁内に進行させる気体、たとえば二酸化炭素をもたらす。組織貫通部材を組織内に進行させることに加えて、デバイスをまた、腸管の通過をより容易にするため、膨張したバルーンを破断させるか、またはカプセルを１つまたは複数の断片へと分裂させるよう構成できる。
【００２２】
[0043]  分離バルブは、複数の仕方で開くよう構成でき、複数の条件に対し応答性でありうる。たとえば、分離バルブは、小腸内に見出されるより高いｐＨまたは他の条件に応答して、１つまたは複数の部分を分解させることにより開くよう構成でき、その結果、分解の際にバルブが開く。バルブの分解は、第１および第２の区画の内容物の混合を可能にし、そのことにより、バルーンの拡張を可能にする。分離バルブは、カプセルの外側上、または、それがカプセルにおける少なくとも１つの開口部または他の開放部を通じて浸入する腸液に曝露されるカプセル内部内に配置できる。少なくとも１つの開口部を含有する部分を含む、カプセル表面の少なくとも一部は、保護層、たとえば腸溶コーティングで被覆されていてもよく、これもまた小腸内のｐＨまたは他の条件に応答して分解する。かかるコーティングは、カプセルが小腸に到達するまでは、消化液がカプセル内部に浸入して、分離バルブの分解を開始しないよう、少なくとも１つの開口部を覆う保護シールを提供する。代替または追加の一実施形態として、バルブはまた、一定期間が経過したのちに小腸内の蠕動収縮により適用される圧縮力に応答して、または患者による外部からの作動に応答して、開くよう構成できる。
【００２３】
[0044]  放出バルブに加えて、バルーンまたは他の拡張可能部材もまた、膨張後に拡張可能部材を収縮させるのに役立つ収縮バルブを含みうる。収縮バルブは、小腸における流体および／またはバルーンの区画のうちの１つにおける液体への曝露の際に分解して、バルーン内の気体を逃がすための開放部またはチャネルを生み出すよう構成された、生分解性材料を含みうる。１つまたは複数の穿刺要素もまた、カプセル壁の内表面に取り付けられ、バルーンが完全に収縮するときにそれが接触し、穿刺要素により穿刺されうる。
【００２４】
[0045]  加えて、カプセルの選択可能な部分を、かかる生分解性材料から製造でき、デバイス全体がより小さな断片へと制御可能に分解することを可能にし、ＧＩ管の通過およびそれによる排泄を容易にする。いくつかの実施形態において、カプセルは、制御可能に分解して選択可能なサイズおよび形状のカプセル断片をもたらし、ＧＩ管の通過を容易にする、生分解性材料の継ぎ目を含みうる。継ぎ目は、分解を加速するために、予負荷をかけられるか、穴をあけられるか、または他の仕方で処置されうる。
【００２５】
[0046]  組織貫通部材は、内腔または他の区画および腸壁内へと選択可能な深さを貫通するための組織貫通末端を有する中空針または他の同様の構造を含んでいてもよい。内腔は、機能化粒子をプレロードされるか、または充填されていてもよい。貫通部材を内部に配置できる少なくとも１つのガイド管もまた、提供できる。いくつかの例において、カプセルは複数の組織貫通部材を含み、それらは多様に配置されてもよい。貫通部材のそれぞれが、同じまたは異なるタイプの粒子（すなわち、異なるレセプターで機能化された粒子）を担持できる。前者は、より大量の特定タイプの粒子の送達を提供し、後者は、ほぼ同時に２種以上の異なる血液分析物を標的とする粒子の送達を可能にする。複数の組織貫通部材は、対称に配されていてもよく、または他のパターンでカプセルの外縁の周囲に置かれてもよく、または粒子の送達中に腸壁内にカプセルを固定するために拡張可能部材の表面上にあってもよい。
【００２６】
[0047]  組織貫通部材は、小腸内で分解するよう生分解性ポリマー、たとえばＰＧＬＡから製造でき、腸壁に保持された場合にそこから分離するためのフェイルセーフ機構を提供できる。かかる実施形態において、壁組織内の間質液による生分解性ポリマーの分解の際に粒子を送達するよう、貫通部材は、粒子と生分解性ポリマーとの混合物から製造できる。貫通部材はまた、貫通部材を進行後に腸壁の組織内に保持するための１つまたは複数の組織保持フィーチャ、たとえばかかりまたは鉤を含んでいてもよい。保持フィーチャは、組織保持を増強するために様々なパターン、たとえば部材シャフトの周囲に対称に配された２つ以上のかかりで配置できる。さらなる実施形態において、組織貫通部材はまた、分解および体内への吸収の際に機能化粒子を放出するよう構成された薬物、治療剤、造影剤または他の物質からも製造できる。
【００２７】
[0048]  粒子担持組織貫通部材の使用に対する代替または追加の一実施形態として、デバイスの様々な実施形態もまた、バルーンまたは他の拡張可能部材の拡張により圧縮可能な、カプセル内に配置された粒子の容器を含みうる。容器は、乾燥形態の、または液体中に懸濁された粒子を含有する。これらのおよび関連する実施形態において、容器は、バルーンの膨張が容器を圧縮し、粒子懸濁液が組織貫通部材を通って腸壁内へと押し出されるように、進行可能な中空組織貫通部材と流体的に連結される。２つ、３つ、４つまたはそれ以上の複数の容器が考慮される。特定の実施形態において、２つの容器を、中空組織貫通部材に連結でき、これら容器は、貫通部材の長手方向軸に対して約１８０度離れて置かれる。典型的には、容器は、コネクタにより中空貫通部材と流体的に連結されると考えられる。好適なコネクタには、外側端のいずれかに容器のためのコネクタ、中空組織貫通部材のための中央コネクタを有し、中央内腔またはチャネルがすべてのコネクタに通じるｔ字形状コネクタが含まれる。他の形状およびコネクタ構成もまた考慮される。
【００２８】
[0049]  他の例示的カプセルにおいて、１つまたは複数の組織貫通部材の進行は、拡張可能部材、送達部材およびリリースを有する作動装置により達成される。送達部材は、カプセルから組織貫通部材内腔を通じて腸壁内へと粒子を進行させるよう構成される。送達部材の少なくとも一部は、組織貫通部材内腔内を進行可能であってもよく、作動装置または拡張可能部材の一部と連結できる。作動装置は、組織貫通部材を選択可能な距離で腸壁内に進行させると同時に、粒子を送達するために送達部材を進行させ、それから組織貫通部材を腸壁から引き抜くよう構成される。いくつかの実施形態、たとえば組織貫通部材が生分解性である場合において、作動装置は、組織貫通部材を腸壁内に残置するよう構成される。様々な実施形態において、作動装置は、リリースにより解除されるよう構成された、プレロードされたばね機構を含みうる。好適なばねには、コイル（円錐状形状ばねを含む）およびリーフスプリングの両方が含まれうるのであり、他のばね構造もまた考慮される。特定の実施形態において、ばねは、ばねの圧縮された長さが複数の巻き（たとえば、２つまたは３つ）または１つの巻きのみの厚みとほぼ同じところまで、圧縮状態でのばねの長さを減少させるために、円錐形状でありうる。
【００２９】
[0050]  作動装置の解除は、作動装置または作動装置と連結されたばねのうちの少なくとも１つと連結されたリリースにより制御できる。特定の実施形態において、リリースは、カプセル内に配置されたばねと連結され、ばねを圧縮状態に保持する。リリースの分解は、ばねによる作動機構の作動を誘発する。多くの実施形態において、リリースは、小腸または大腸内の化学的条件、たとえばｐＨまたは他の特定の化学的条件への曝露の際に分解するよう構成された材料を含む。小腸（またはＧＩ管内の他の位置）内の１つまたは複数の条件からのリリースの生分解は、材料特性、たとえばそれら材料の架橋の量ならびに厚さおよび他の寸法の選択により達成できる。リリースに好適な材料には、生分解性材料、たとえば小腸内のより高いｐＨまたは他の条件への曝露の際に分解するよう構成された様々な腸溶性材料が含まれうる。特定の実施形態において、リリースは、ガイド管を覆って取り付けられるか、または他の仕方でそれを遮断し、組織貫通部材をガイド管および／またはカプセルの内側に保持する皮膜または栓を含みうる。他の実施形態において、リリースは、組織貫通要素を適所に保持する掛け金として機能する形状でありうる。これらのおよび関連する実施形態において、リリースは、カプセルの外部または内部に位置できる。内部の実施形態において、カプセルおよびガイド管は、腸液のカプセル内部内への浸入を可能にし、リリースの分解を可能にするよう構成される。
【００３０】
[0051]  いくつかの実施形態において、作動装置は、小腸内のカプセルの存在を検出し、信号を作動装置に（または機構を作動させるために作動装置と連結された電子制御装置に）送信するセンサー、たとえばｐＨ、化学的または機械的センサーにより作動させることができる。加えてまたは代わりに、ユーザーは、ＲＦ、磁気または当技術分野において知られている他の無線信号伝達手段により粒子を送達するため、外部から作動装置を作動させることができる。これらのおよび関連する実施形態において、ユーザーは、信号伝達手段だけでなく、デバイスが小腸またはＧＩ管の他の位置内にあるときにユーザーに通知する手段をも含む、ハンドヘルドデバイス（たとえば、ハンドヘルドＲＦデバイス）を使用できる。ユーザーはまた、カプセルを嚥下したあとの選択された時期に、作動装置を外部から作動させることができる。時期は、ユーザーのＧＩ管を通って管内の特定の位置、たとえば小腸へと移動する食物の、典型的な通過時間または通過時間の範囲と相関させることができる。
【００３１】
[0052]  本発明の別の一態様は、嚥下可能な粒子送達デバイスの実施形態を使用した、ＧＩ管の壁内への粒子の送達のための方法を提供する。送達される特定の粒子のタイプおよび量は、患者の体重、年齢または他のパラメータおよび分析が所望される血液分析物のタイプに応じて設定できる。様々な方法実施形態において、嚥下可能な粒子送達デバイスの実施形態を、１つまたは複数の血液分析物の検出および分析のための複数の機能化粒子を送達するために使用できる。使用において、かかる実施形態は、患者が複数回の別個の用量の粒子を摂取する必要なしに済ませることを可能にする。また、それらは、小腸内に、それゆえ血流にほぼ同時に送達および吸収される２つ以上のタイプの粒子の投与計画を容易にしうる。サイズ、形状、材料および機能化レセプターの違いにより、異なるタイプの粒子が異なる速度で腸壁を通じて吸収されうる。本発明の実施形態は、ほぼ同時に粒子を注射することにより、この問題に対処する。さらに、嚥下可能な送達デバイスの様々な実施形態は、ＧＩ管を介して粒子を血流に送達するための手段を提供するのであり、これはさもなければ胃内での化学分解ゆえに注射を必要とするかもしれない。
【００３２】
[0053]  上の実施形態、および本明細書に記載の他の実施形態は、説明の目的で提供され、限定を意図しないことが理解されるべきである。
【００３３】
[0054]  さらに、本明細書において使用される「医学的状態」という用語は、任意の疾患、病気、障害、傷害、病態または欠陥、たとえば、生理的、心理的、心臓性、血管性、整形的、視覚的、言語的、もしくは聴覚的なもの、または医学的配慮を要する任意の状況を含むものとして広く理解されるべきである。
【００３４】
ＩＩ．例示的機能化粒子
[0055]  患者の健康関連情報は、臨床的意義のある分析物と、身体内に導入された機能化粒子、たとえばマイクロ粒子またはナノ粒子との結合を検出することにより得られる。共有結合または他の仕方で、特定の臨床的意義のある分析物と選択的に結合するかまたはそれを他の仕方で認識するよう設計されたバイオレセプター（bioreceptor）を結合または会合させることにより、粒子を機能化できる。たとえば、粒子は、抗体、核酸（DNA、siRNA）、低分子量リガンド（葉酸、チアミン、ジメルカプトコハク酸）、ペプチド（RGD、LHRD、抗原ペプチド、内在化ペプチド（internalization peptide））、タンパク質（BSA、トランスフェリン、抗体、レクチン、サイトカイン、フィブリノゲン、トロンビン）、多糖（ヒアルロン酸、キトサン、デキストラン、オリゴ糖、ヘパリン）、ポリ不飽和脂肪酸（パルミチン酸、リン脂質）、プラスミドを含む、様々なバイオレセプターで機能化できる。他の例において、粒子自体は、標的分析物に対する固有のレセプターまたは親和性を有していてもよい。たとえば、粒子自体は、ある種の分析物に対し固有の親和性を有するウイルスまたはファージであってもよい。本明細書において使用される「機能化粒子」という用語は、特定の血液分析物に対する親和性を有する、それと接して配置されたまたはその近傍にある、結合された、会合された、または固有のバイオレセプターを有する、任意のタイプ、形状またはサイズの粒子（すなわち、球状のもの、棒状のもの、剥片状のもの、ナノまたはマイクロ粒子等）を指していてもよい。
【００３５】
[0056]  臨床的意義のある分析物は、血中に存在するかもしくは存在しないか、または特定の濃度もしくは濃度の範囲で存在するときに、医学的状態の指標または医学的状態が切迫していることの指標となりうる、任意の分析物でありうる。たとえば、臨床的意義のある分析物は、酵素、ホルモン、タンパク質、または他の分子でありうる。関連する一例において、ある種のタンパク質バイオマーカーは、切迫した動脈プラーク破裂を予測することが知られている。かかるタンパク質バイオマーカーは、動脈プラーク破裂に直接つながり、それを発症するときにのみ、血中に存在することが知られている。破裂したプラークは、血流を遮断または断絶し、身体の別の部分へと移動しうる、血栓の形成を引き起こす。これらの場合のいずれにおいても、血栓が心臓に流れる血管を遮断する場合、それは心臓発作を引き起こす。それが脳に流れる血管を遮断する場合、それは卒中を引き起こす。腕または足への血液供給が減少するか、または遮断される場合、それは歩行困難と最終的な壊疽を引き起こしうる。この標的分析物と選択的に結合すると考えられるバイオレセプターで機能化された粒子を提供することにより、脈管構造におけるこれらのタンパク質バイオマーカーの存在を検出し、医学的状態（すなわち、卒中、心臓発作）を予防できる。
【００３６】
[0057]  粒子は、生分解性または非生分解性材料でできていてもよい。たとえば、粒子は、ポリスチレンでできていてもよい。非生分解性粒子は、身体における有害な蓄積を防止する除去手段を備えていてもよい。一般に、粒子は長い半減期を有するよう設計でき、結果としてそれらは複数の測定期間にわたって脈管構造または体液に残存する。しかしながら、粒子の寿命に応じて、ウェアラブルデバイスのユーザーは、脈管構造または体液に機能化粒子の新しいバッチを定期的に導入できる。
【００３７】
[0058]  バイオレセプターは、診断法において、または特定の標的を破壊する治療法、たとえば抗腫瘍療法または標的化学療法においてさえも使用できる。粒子は、標的分析物がバイオレセプターに結合されると、それを身体から除去するか、または破壊するよう設計できる。標的分析物に結合したら、粒子を身体からたとえば腎臓を通じて除去できることを信号伝達するため、追加の官能基を粒子に追加できる。
【００３８】
[0059]  さらに、粒子は、解除可能または不可逆的に標的分析物と結合するよう設計できる。たとえば、上述のとおり、粒子が標的分析物の破壊または身体からの除去に関与することが所望される場合、粒子は標的分析物と不可逆的に結合するよう設計できる。他の例において、粒子は、測定がなされたあとに、自動的にまたは外部もしくは内部の刺激に応答して、標的分析物を分離するよう設計できる。
【００３９】
[0060]  当業者は、「粒子」という用語をその最も広い意味で理解し、それが任意の加工材料、分子、クリプトファン、ウイルス、ファージ等の形態を取りうることを理解すると考えられる。さらに、粒子は任意の形状のもの、たとえば、球状のもの、棒状のもの、非対称形状等であってもよい。粒子は、約２０マイクロメートル未満の直径を有しうる。いくつかの実施形態において、粒子は、およそ約１０ｎｍ〜１μｍの直径を有する。さらなる実施形態において、直径およそ１０〜１００ｎｍの小粒子を集合させて、およそ１〜１０マイクロメートルのより大きな「クラスタ」または「アセンブリ」を形成できる。この構成において、アセンブリは、より大きな粒子の信号強度を提供するが、変形可能であり、そのことにより、より小さな血管および毛細管における遮断を妨げると考えられる。
【００４０】
[0061]  機能化粒子と標的分析物との結合は、刺激信号入力があってもなくても検出できる。「結合」という用語は、レセプターと標的分析物との間の任意の検出可能な相互作用を含む、その最も広範な意味で理解される。たとえば、ある粒子は、化合物または分子、たとえばフルオロフォアまたは自己蛍光、発光もしくは化学発光マーカーで機能化でき、これらは、粒子が標的分析物と結合するときに刺激の入力なしに応答信号を生成する。他の例において、機能化粒子は、それらの結合状態対非結合状態で、外部刺激、たとえば電磁、音響、光、または力学的エネルギーに応答して、異なる応答信号を生成してもよい。
【００４１】
[0062]  さらに、粒子は、常磁性または強磁性材料から形成でき、または磁性部分で機能化できる。磁気共鳴検出スキームにおいて、検出感度を増強するために粒子の磁気特性を利用できる。別の一例において、外部磁石を、測定期間中に表面下脈管構造の領域に粒子を局所的に集めるために使用できる。このように集めることは、粒子と分析物との間の差速を増加させ、それゆえ単位時間当たりではるかに大きな体積を調査できるだけでなく、それに続く検出のための信号を増強できる。
【００４２】
ＩＩＩ．例示的嚥下可能デバイス
[0063]  本明細書に記載のデバイスの１つまたは複数の実施形態を、何らかの健康関連条件を示しうる生理的パラメータを評価するための血液分析物の同定および測定のための、身体への機能化粒子の送達のために使用できる。粒子と会合させられるか、さもなければそれで機能化されるバイオレセプターは、胃および／または小腸の内腔内の消化液による消化、分解または崩壊を受けやすいがゆえに、従来の経口送達には不適でありうる分子、化合物または他の物質を含んでいてもよい。しかしながら、これらの感受性の高い機能化粒子を注射および／または静脈内注入を介して送達することに限定されるのではなく、むしろデバイスの使用を通じてそれらを経口摂取できる。送達デバイスの実施形態は、機能化レセプターの活性の最小限の消失で、またはその消失なしに、たとえば抗体の場合には、標的分析物に対する親和性および／または特異性の最小限の消失で、またはその消失なしに、任意のポリペプチドの場合には、標的分析物に対する親和性および／または特異性の最小限の消失で、またはその消失なしに、等で、機能化粒子が小腸の壁（または他の標的送達部位）内に送達され、その後血流中に吸収されることを可能にする。さもなければ部分的に分解されるか、またはＧＩ管における吸収が不十分であると考えられるレセプターに関しては、標的血液分析物の正確な同定および測定を達成する機能化粒子の量または用量は、粒子が従来の経口送達により（たとえば、飲用可能な粒子の懸濁液として、または胃内で消化され、小腸の壁を通じて吸収される嚥下可能な丸薬として）送達された場合の必要量未満でありうる。粒子は小腸（または他の腸管における内腔、たとえば大腸、胃等）の壁内に直接送達されるので、本明細書に記載のデバイスの実施形態は、感受性の高い機能化粒子に対する保護を提供し、胃内の酸および他の消化液による粒子またはそれらのレセプターの分解をほとんどまたはまったくなくすことを可能にしうる。
【００４３】
[0064]  さらに、デバイスの実施形態は、単一の用量またはカプセルにおける複数のタイプの機能化粒子の送達を可能にするという利点を提供する。上述のとおり、異なるレセプターで機能化された粒子を、異なる血液分析物を同定および測定するために使用でき、各タイプの粒子は、異なる生理的パラメータについての情報または患者の健康状態の異なる側面の指標を提供する。使用において、かかる実施形態は、患者が、それぞれ特定の標的分析物に特異的な別個の用量の粒子を摂取する必要なしに済ませることを可能にする。また、送達デバイスは、機能化粒子と他の試剤、たとえば造影剤、フルオロフォア、酵素、反応剤等との組合せが、小腸内に、それゆえ血流にほぼ同時に送達および吸収されることを可能にしうる。かかるタイミングは、追加の試剤が、機能化粒子の作用に対し何らかの補助または利益を提供するために必要でありうる。加えて、複数の用量の機能化粒子を摂取する必要性を排除することは、患者のコンプライアンスおよびタイミングにとって有益でありうる。
【００４４】
[0065]  ここで図面を参照すると、腸管への機能化粒子１００の送達のためのデバイス１０の実施形態が示される。図１および図４に示すとおり、一実施形態において、デバイス１０は、嚥下されて腸管を通過する大きさのカプセル２０、１つまたは複数の組織貫通部材４０、および作動装置５０を含んでいてもよい。一般に、カプセル２０は、標的送達部位、患者の年齢、身長、体重および性別、ならびにデバイス１０で送達されることが意図される機能化粒子の量に応じて、多くのサイズで提供されてもよい。カプセルの長さは１〜５ｃｍの範囲、直径は０．２５〜１．５ｃｍの範囲でありえ、他の寸法も考慮される。カプセル２０は、当技術分野において知られているもの、たとえば丸薬または錠剤形状を含む、任意の形状であってよい。
【００４５】
[0066]  カプセル２０の１つまたは複数の部分は、当技術分野において知られている様々な生体適合性ポリマー、たとえば様々な生分解性ポリマーから製造でき、これは好ましい一実施形態において、ＰＧＬＡ（ポリ乳酸−グリコール酸コポリマー（polylactic-co-glycolic acid））を含みうる。他の好適な生分解性材料には、本明細書に記載の様々な腸溶性材料が、ラクチド、グリコリド、乳酸、グリコール酸、パラジオキサノン、カプロラクトン、炭酸トリメチレン、カプロラクトン、それらの混合物およびコポリマーとともに含まれる。生分解性腸溶性材料を含む生分解性材料のカプセル２０のための使用は、カプセルが全体的または部分的に分解することを可能にし、機能化粒子の送達後のＧＩ系の通過を容易にする。
【００４６】
[0067]  いくつかの実施形態において、カプセル２０は、カプセル２０を２つ以上の断片へと分割するよう構成された、１つまたは複数の継ぎ目２２を含みうる。いくつかの例において、継ぎ目２２は、カプセル材料を物理的に破壊、断裂、破断するか、またはそれらの領域で損壊するよう構成された、予負荷をかけられたか、刻み目を入れられたか、または穴をあけられた領域であってもよい。他の例において、継ぎ目２２は、生分解性材料でできていてもよく、生分解を加速する継ぎ目内への流体の浸入のための細孔または隙間もまた含みうる。継ぎ目２２はまた、カプセル２０の他の部分のために選択される材料よりも速く生分解するよう設計された材料からできていてもよい。さらに他の実施形態において、継ぎ目２２は、超音波エネルギー、たとえば高周波超音波（high frequency ultrasound: HIFU）の吸収により容易に分解される材料から構築でき、および／または、そうした構造を有しうるのであり、外部からまたは内視鏡的に（または他の最小限に侵襲的な方法）施術される超音波を使用してカプセルがより小さな断片へと分解されることを可能にする。継ぎ目２２は、ポリマー技術分野において知られている様々な接合方法、たとえば成形、ホットメルト接合（hot melt junctions）等を使用してカプセル本体部２０に結合できる。カプセル２０はまた、合わせて接着できるか、または代わりに機械ばめ（mechanical fit）、たとえばスナップまたはプレスばめにより接合できる２つ以上の別々の接合可能な断片から製造できる。
【００４７】
[0068]  カプセル２０はまた、それがＧＩ管を通過する際にカプセルの位置特定を補助するよう設計された、マーカー２６を含みうる。マーカー２６は、蛍光透視、超音波または他の医学的画像診断法を使用した、デバイスの位置特定のための何らかの放射線不透過性またはエコー源性材料から製造できる。マーカー２６の使用はまた、デバイス１０のＧＩ管の通過時間の決定を可能にする。
【００４８】
[0069]  １つまたは複数の組織貫通部材４０は、図４に全体的に示すとおり、カプセルの内部３４に提供される。いくつかの実施形態において、組織貫通部材４０は、カプセル壁２８の１つまたは複数の開口部３０を通って組織、たとえば小腸の壁またはＧＩ管の他の部分内へと部材４０を導くのに役立ちうるガイド３２内に配置されるか、またはそれと整列させられる。
【００４９】
[0070]  カプセル２０が胃およびＧＩ管を通過して標的送達部位へと至る間に、開口部３０を被覆してカプセル内部３４およびその内容物を保護するキャップ３６を提供できる。下でさらに述べるように、キャップ３６は、ガイド管３０を覆って取り付けられるか、または他の仕方でそれを遮断し、ガイド管３０内に組織貫通部材４０を保持するよう作用してもよい。キャップ３６は、カプセルがＧＩ管の所定の領域に到達すると分解することが選択される、生分解性材料から製造できる。
【００５０】
[0071]  図２Ａ〜図２Ｄを見ると、組織貫通部材４０は、開放部４２を有する内腔４１および、腸壁の組織を容易に貫通するよう先が尖っていてもよい組織貫通末端４３を含んでいてもよい。さらなる例において、機能化粒子１００を通過させて送達できる内腔を有するのではなく、むしろ組織貫通部材４０は代わりに、図２Ｄに示すとおり、複数の機能化粒子またはそれらを含有する調製物を送達のために収納できる、内部区画４６を有していてもよい。組織貫通部材は、かかる例において、腸壁における分解の際に区画４６から機能化粒子１００を放出するよう、生分解性材料から製造できる。
【００５１】
[0072]  組織貫通部材は、腸壁における組織貫通部材４０の保持を増強するよう設計できる。いくつかの例において、１つまたは複数の保持要素４４、たとえばかかりまたは鉤を組織貫通部材４０の長さに沿って提供し、配置後に貫通部材を腸壁内に保持できる。保持要素４３は、組織保持を増強するために、様々なパターンで、長手方向および／または半径方向に配置できる。たとえば、図２Ｃに示すとおり、２つ以上のかかりを部材４０の周囲に、それに沿って配してもよい。いくつかの実施形態、たとえば図２Ｂに示されるものにおいて、組織貫通部材４０は、概ね先細の形状を有していてもよい。先細の本体部に作用する腸管からの蠕動収縮は、部材４０をさらに腸壁内へと押し出すか、または押し込む。
【００５２】
[0073]  組織貫通部材４０は、所望の構造特性を有する、当技術分野において知られている任意の生体適合材料から製造できる。いくつかの例において、組織貫通部材は、機能化粒子１００の送達後に分解するよう、１つまたは複数の生分解性ポリマーから製造できる。かかる生分解は、上述のとおり、部材４０の内部に収納された粒子を放出し、部材４０が崩壊して身体から除去されることを可能にするよう作用しうる。加えて、組織貫通部材４０は、１つまたは複数の他の試剤、たとえば薬剤、治療剤または造影剤から製造でき、これらは、機能化粒子１００の使用を容易にする何らかの治療または画像化強化を提供できる。いくつかの場合において、機能化粒子は、それらを生分解性材料、たとえばＰＧＬＡ、セルロースまたはマルトースと混合し、組織貫通部材４０を形成することにより、組織貫通部材４０により担持されうる。腸壁に送達されると、貫通部材４０は、組織内の間質液により分解され、そのことにより、部分的に部材自体を構成する粒子を放出する。組織貫通部材４０は、当技術分野において知られている１つまたは複数のポリマーおよび医薬製造技術を使用して製造でき、機能化粒子の実質的な熱分解または化学分解を一切防止することに特に注意が払われる。
【００５３】
[0074]  機能化粒子１００は、様々な仕方で腸壁に送達できる。一般に、１つまたは複数の組織貫通部材４０は、作動装置５０を介して腸壁内に進行すると考えられ、機能化粒子は、１つまたは複数の組織貫通部材４０を介して組織に送達されると考えられる。機能化粒子１００自体は、それ自体で、乾燥形態で、または別の物質を有する調製物で送達できる。たとえば、機能化粒子１００は、薬学的に許容される液体と組み合わされ、懸濁調製物を形成してもよい。機能化粒子１００はまた、任意の数の薬学的に許容されるゲル、固体または粉末と組み合わされ、特定の形状、たとえばペレットを保持するよう設計できる固体調製物または半固体調製物を形成してもよい。さらに、上述のとおり、機能化粒子１００を含有する調製物はまた、任意の数の他の薬学的に許容される賦形剤または物質、たとえば薬物、または治療剤もしくは造影剤を含んでいてもよい。
【００５４】
[0075]  図２Ａおよび図２Ｂに示すとおり、機能化粒子は、組織貫通部材４０の内腔４１内にあらかじめ詰められていてもよい。他の例において、図２Ｃおよび図２Ｄに示すとおり、機能化粒子１００の送達は、組織貫通部材自体の分解を通じて達成できる。組織貫通部材は、図２Ｃに示すとおり、機能化粒子を内部に導入して送達のために収納できる通路４７を含みうる。代わりに、組織貫通部材４０は、部材４０の製造中に機能化粒子１００が内部に導入される、機能化粒子１００を含有する一体化内部区画４６を含みうる。上述のとおり、機能化粒子１００はまた、生分解性ポリマーと混合し、組織貫通部材４０自体の本体部を製造するために使用できる。機能化粒子を、カプセル２０の内部３４内の別の位置で含有できることもまた考慮される。
【００５５】
[0076]  組織貫通部材４０はまた、機能化粒子を含有する１つまたは複数の容器４８に流体接続される。図３に示す一例において、組織貫通部材４０は、２つの容器４８に接続される。容器４８は、圧縮可能な材料でできていてもよく、それによって、その圧縮はその中に含有された機能化粒子１００を、内腔４０内に、そして開放部４２を介して組織内に押し出すよう作用する。容器４８は、機能化粒子１００、またはそれらを含有する調製物を、乾燥形態または懸濁形態で含有できる。
【００５６】
[0077]  デバイス１０は、単一または複数のタイプの機能化粒子１００の送達のために構成できる。複数の組織貫通部材４０が提供される場合、それぞれを、異なるタイプの機能化粒子を送達するために使用できる。同様に、異なるタイプの粒子を、カプセル２０内の分離された区画または容器４８内に含有できる。
【００５７】
[0078]  デバイス１０はまた、少なくとも１つの組織貫通部材４０と直接または間接に連結される、作動装置５０を含む。作動装置５０は、１つまたは複数の組織貫通部材４０を介して、複数の機能化粒子１００をカプセル内から胃腸管の内腔の壁内へと進行させるよう構成される。いくつかの実施形態において、作動装置５０はまた、組織貫通部材４０を腸壁から引き抜くよう構成できる。作動装置５０は、カプセル２０内に収まる形状およびサイズの様々な拡張可能デバイスを含みうる、拡張可能部材６０を含んでいてもよい。いくつかの例において、拡張可能部材は、図４および図５に示すばね６２を含む。ばね６２には、コイル（円錐状形状ばねを含む）およびリーフスプリングの両方が含まれうるのであり、他のばね構造もまた考慮される。他の例において、拡張可能部材は、拡張可能バルーン６４を含む。他の好適な拡張可能部材には、カプセル２０の内部容積３４に相当する拡張された形状およびサイズを有する、様々な形状記憶デバイスおよび／または化学的に拡張可能なポリマーデバイスが含まれる。
【００５８】
[0079]  一般に、作動装置５０は、少なくとも第１の、または収縮した構成、および第２の、または配置された構成を有する。第１の構成において、作動装置５０は、カプセル内に機能化粒子を保持するよう構成される。作動装置５０は、第１の構成から第２の構成に移行し、そのことにより、複数の機能化粒子をカプセルから腸壁内へと進行させるよう構成される。第１から第２の構成への移行は、拡張可能部材６０の拡張により達成できる。
【００５９】
[0080]  作動装置５０はまた、組織貫通部材４０をその上か中に置けるコネクタ５２を含んでいてもよく、これは部材４０を安定化し、それらを作動装置５０に連結するのに役立ちうる。コネクタ５２は、組織貫通部材４０上のノッチ４５と嵌合する鍵５４を含んでいてもよい。代わりに、コネクタ５２は、組織貫通部材４０を中にはめ込むためのインセット５６を含んでいてもよい。第１の構成において作動装置を解除可能な形で維持するよう設計されたリリース５８は、作動装置５０、拡張可能部材６０または組織貫通部材４０のうちの１つまたは複数と直接または間接に連結できる。いくつかの実施形態において、リリースは、ガイド管を機械的に遮断し、組織貫通部材をガイド管および／またはカプセルの内側に保持できる。たとえば、図４に示すキャップ３６は、ばね６２を圧縮状態に保持するよう、組織貫通部材４０に物理的に作用してもよい。他の実施形態において、図５および図６ａに示すとおり、リリース要素は、組織貫通部材４０を適所に、または拡張可能部材６０を収縮状態に保持する掛け金として機能する形状でありうる。
【００６０】
[0081]  さらなる一例において、図６に示すとおり、作動装置５０は、少なくとも部分的に摺動可能に組織貫通部材内腔４１内に受け入れられる、プランジャー６６をさらに含む。プランジャーは、拡張可能部材６０またはコネクタ５２に直接接続されてもよく、粒子１００を組織貫通部材内腔を通って腸壁内へと進行させるよう構成される。プランジャー６６はまた、内腔４１の直径とおおよそ一致するサイズでありうるヘッド６８を含んでいてもよい。
【００６１】
[0082]  作動装置５０は、拡張可能部材６０が直接または間接に組織貫通部材４０を開口部３０を通って腸壁内へと進行させるよう構成できる。図４および図５に示す実施形態において、ばね６２の拡張は直接に、拡張可能部材４０を開口部３０から拡張の方向に進行させる。下でさらに述べるとおり、拡張可能部材の作動は、デバイス１０が標的送達部位に到達するまではリリースにより抑止できる。図７Ａ〜図７Ｅに示す別の一実施形態において、作動装置５０は、ばね６２およびランプ７０の形態の拡張可能部材６０を含む。ランプ７０は、組織貫通部材４０の一部、たとえば部材４０の下端４９と係合するための第１の傾斜７２を含んでいてもよい。いくつかの例において、ランプ７０は、図７Ｅに示すとおり、プランジャー６６と係合するための第２の傾斜７４を含んでいてもよい。
【００６２】
[0083]  ランプ７０は、ランプ７０を貫通する軌道７６に摺動可能に受け入れられるロッド８０に沿って、拡張可能部材６０（ばね６２）により押される。ランプ７０がロッド８０の周囲を回転するのを防止するため、ロッド８０および軌道７６の両方が非円形の形状であってもよい。ランプ７０がロッド８０に沿って前進させられると、組織貫通部材４０の下端４９が第１の傾斜７２と係合する（図７Ｂ）。いくつかの実施形態において、ガイド３２により組織貫通部材４０を長手方向の適所に保持し、ランプ７０の長手方向への進行を、組織貫通部材４０の真上方向への移動に変換できる。第１の傾斜７２は、組織貫通部材を開口部３０を通って腸壁ＩＷ内に進行させるサイズおよび形状である（図７Ｃ）。プランジャー６６と係合するよう構成された第２の傾斜７４は、図７Ｄに示すとおり、第１の傾斜７２から移動方向にオフセットであってもよく、プランジャー６６は、部材４０が腸壁ＩＷと係合するまでは、組織貫通部材の内腔４１内に摺動可能に進行しない。ランプ７０はまた、下端４９と係合し、部材４０が第１の傾斜７２を上へと移動したあとに組織貫通部材４０を腸壁から引き抜くための逆の傾斜（図示せず）を含んでいてもよい。ランプ７０およびロッド８０を含む作動装置５０の１つまたは複数の構成部は（デバイス１０の他の構成部とともに）、カプセル２０内に収まるよう選択された量の小型化を可能にするために、当技術分野において知られている様々なＭＥＭＳベースの方法を使用して製造できる。また、本明細書に記載のとおり、それらは当技術分野において知られている様々な生分解性材料から形成できる。
【００６３】
[0084]  概ね上述のとおり、リリース５８は、作動装置６０を第１または未配置の構成に保持するよう構成される。複数のリリース５８もまた、１つまたは複数の作動装置６０を必ずしも同じ条件に応答しないで動作させるよう、カプセル内に提供できる。いくつかの例において、リリース５８は、開口部３０を覆って取り付けられるか、または他の仕方でガイド管３２を遮断し、組織貫通部材４０をガイド管３２の内側に保持する、皮膜または栓を含みうる。図４に示すキャップ３６は、この目的に資する。他の例において、リリース５８は、拡張可能部材６０を圧縮状態に直接保持するよう構成できる。たとえば、図５に示すとおり、掛け金の形態のリリース５８は、ばね６２を圧迫する。図７Ａ〜図７Ｅに示す実施形態において、リリース５８は、ランプ７０上の止め具７８と係合し、ばね６２が拡張するのを防止する。これらおよび他の実施形態において、リリース５８は、カプセル２０の外部または内部に位置できる。後者の場合、カプセル２０および／またはガイド管３２は、腸液のカプセル内部内への浸入を可能にし、リリースの分解を可能にするよう構成できる。
【００６４】
[0085]  一般に、リリース５８は、デバイス１０が腸管内の標的送達部位に到達すると、作動装置６０を作動させるよう構成される。リリース５８は、リリース５８自体の分解を含む数多くの仕方で動作させることができる。いくつかの例において、胃腸管内の化学的条件に応答して分解するようリリース５８を構成し、リリースの分解により作動装置を第１の構成から第２の構成へと移行させることができる。たとえば、リリース５８は、小腸または大腸内の化学的条件、たとえばｐＨへの曝露の際に分解するよう構成された材料から製造できる。リリース５８は、小腸内の選択されたｐＨ、たとえば７．０、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、８．０以上への曝露の際に分解するよう構成できる。いくつかの例において、リリース５８は、７．０〜７．５のｐＨ範囲で分解するよう構成される。
【００６５】
[0086]  リリース５８をまた、小腸（または他のGI位置）内の他の条件に応答して分解するよう構成できる。特定の実施形態において、リリース５８は、小腸内の流体の特定の化学的条件、たとえば食事（たとえば、脂質、デンプンまたはタンパク質を含有する食事）の摂取後に生じるものに応答して分解するよう構成できる。このようにして、機能化粒子１００の放出は、食事の消化と実質的に同時であるか、他の仕方で時間を合わせることができる。
【００６６】
[0087]  リリースに好適な腸溶性または生分解性材料には、以下のものが含まれるが、これに限定されるものではない。すなわち、酢酸フタル酸セルロース、酢酸トリメリット酸セルロース、フタル酸ヒドロキシプロピルメチルセルロース、酢酸フタル酸ポリビニル、カルボキシメチルエチルセルロース、コポリマー化メタクリル酸／メタクリル酸メチルエステル、および当技術分野において知られている他の腸溶性材料である。選択された腸溶性材料は、生分解性に加えて、数多くの他の特定の材料特性を得るために、１つまたは複数の他のポリマーとコポリマー化するか、または他の仕方で組み合わせることができる。かかる特性は、剛性、強度、柔軟性および硬度を含みうるが、これに限定されない。
【００６７】
[0088]  加えてまたは代わりに、リリース５８はまた、小腸におけるカプセル２０の存在を検出し、そのことにより作動装置５０の解除を誘発するセンサー、たとえばｐＨセンサーもしくは他の化学的センサーとして、またはそれとともに提供できる。ｐＨセンサーの実施形態は、電極または機械ベースのセンサー、たとえば選択されたｐＨまたは小腸内の他の化学的条件への曝露の際に収縮または膨張するポリマーを含みうる。他の例において、リリース５８は、機械的運動を使用してセンサーの拡張または収縮から作動装置５０を解除するよう構成された、拡張可能／収縮可能なセンサーを含んでいてもよい。リリース５８はまた、カプセル２０が腸管内の特定の位置内で受けている蠕動収縮の数値を検出するための圧力／力センサー、たとえばひずみゲージとともに、またはかかるセンサーとして提供され、それが所望の送達部位に到達すると作動装置５０を解除するよう構成できる。
【００６８】
[0089]  図７Ａ〜図７Ｅに示す実施形態において、カプセル２０が小腸に到達すると、リリース５８は、小腸内の塩基性ｐＨ（または小腸に固有の他の化学的もしくは物理的条件）により分解され、ばね６２として提供される拡張可能部材６０を解除し、作動装置５０を作動させ、機能化粒子１００を腸壁ＩＷ内に送達する。中空組織貫通部材４０を含む実施形態に関しては、送達は、貫通部材４０を選択された距離で腸壁ＩＷの粘膜内に進行させる作動装置５０を使用し、プランジャー６６の進行により機能化粒子を内腔開放部４２を通じて注射することにより達成できる。
【００６９】
[0090]  いくつかの例において、作動装置５０は、組織貫通部材４０をカプセルの本体部内に（たとえば、反動により）引き戻し、腸壁から分離するよう構成できる。他の例において、腸壁への送達のあと、組織貫通部材４０は、作動装置５０から分離して、組織内に保持してもよい。たとえば、組織貫通部材４０は、拡張可能部材６０、たとえばばね６２またはバルーン６４（下に記載）と分離可能に（直接または間接に）連結されるよう構成でき、結果として組織貫通部材４０の腸壁内への進行後に、貫通部材は拡張可能部材６０から分離される。分離可能性は、以下を含む様々な手段により実施できる。すなわち、ｉ）貫通部材４０と作動装置５０または他の中間構成部、たとえばコネクタ５２との間の結合の構成および強度、２）貫通部材４０上の組織保持フィーチャ４４の構成および配置、ならびにｉｉｉ）組織貫通部材４０の腸壁内への貫通の深さである。これらの手段のうちの１つまたは複数を使用して、貫通部材４０は、拡張可能部材６０の後退（この場合、拡張可能部材が腸壁から引っ込むか、または他の仕方で後退するときに、保持フィーチャ４４が貫通部材を組織内に保持する）および／または小腸の蠕動収縮によりカプセル２０にかかる力の結果として分離するよう構成される。
【００７０】
[0091]  送達後、デバイス１０およびその構成部は、少なくとも部分的に分解し、その後、大腸を含む腸管を通過し、最終的に排泄される。カプセル２０が断裂可能であり、および／または生分解性の継ぎ目２２または他の生分解性部分を有する場合、カプセルは腸管内でより小さな断片へと崩壊し、身体の通過およびそこからの排泄を容易にしてもよい。特定の実施形態において、組織貫通部材４０は、生分解性でありうる。したがって、部材が腸壁に残された場合、それは生分解してカプセル２０を分離できる。
【００７１】
[0092]  ここで図８を見ると、デバイス１０の他の実施形態において、作動装置５０の拡張可能部材６０はバルーン６４として提供できる。バルーン６４は、非拡張状態でカプセル２０の内部表面３８に結合できる。結合の手段には、医療デバイス技術分野において知られている様々な接着剤の使用が含まれうる。バルーンは、畳まれるかまたは他のコンパクトな構成でカプセル２０内に詰めて、カプセルの内部内の空間を節約できる。
【００７２】
[0093]  バルーン６４は、低密度ＰＥ（LDPE）、直鎖状低密度ＰＥ（LLDPE）、中密度ＰＥ（MDPE）および高密度ＰＥ（HDPE）ならびに当技術分野において知られている他の形態のポリエチレンに相当しうるポリエチレン（PE）のタイプを含む様々なポリマーから製造できる。材料は、当技術分野において知られているポリマー照射法（polymer irradiation methods）を使用して架橋し、バルーン材料のコンプライアンスを減少させることによりバルーンの膨張直径および形状を制御できる。他の好適なポリマーには、ＰＥＴ（テレフタル酸ポリエチレン）、シリコーンおよびポリウレタンが含まれうる。バルーン６４はまた、当技術分野において知られている様々な放射線不透過性材料、たとえば硫酸バリウムを含み、医師がバルーンの位置および物理的状態（たとえば、未膨張、膨張または穿刺）を確認するのを可能にしてもよい。
【００７３】
[0094]  バルーン６４は、当技術分野において知られている様々なバルーン吹込み法（balloon blowing methods）（たとえば型吹き法）を使用して製造し、おおよそカプセル２０の内部容積３４に相当する形状およびサイズを持たせることができる。いくつかの実施形態において、バルーンの膨張サイズは、カプセル／バルーン表面と腸壁との間の接触の改善を提供するよう構成し、効果的に組織貫通部材４０を配置し、機能化粒子１００を送達できる。たとえば、バルーンは、膨張させたときに小腸のひだを平滑にするようなサイズでありうる。いくつかの実施形態において、バルーン６４の膨張サイズは、カプセル２０よりもわずかに大きくすることができ、それにより、膨張の力によりカプセルを破壊するか、またはそうでなくても損壊するようにされる。バルーン６４の壁は、０．１〜０．００２ｍｍの範囲の厚さを有していてもよい。いくつかの実施形態において、バルーン６４の壁は、０．０２〜０．００２ｍｍの範囲の厚さを有していてもよい。さらなる実施形態において、バルーン６４の壁は、０．０１３、０．０１、０．００７、０．００５、または０．００３ｍｍの壁厚を備えていてもよい。
【００７４】
[0095]  バルーン６４は、各区画の内容物を分離するリリース５８により分離される、少なくとも第１の区画９０および第２の区画９２を含んでいてもよい。第１および第２の区画９０、９２はそれぞれ、混合されたときに反応して、バルーン６４を拡張させる気体を生成する物質を収納する。いくつかの場合において水である液体９４を第１の区画９０内に、１つまたは複数の反応剤９６を第２の区画９２内に配置できる。反応剤９６は、固体でも液体でもよい。リリース５８を（たとえば、小腸内の流体に起因する分解により）動作させるとき、液体９４は第２の区画９２に浸入し（またはその逆か、またはその両方）、反応剤９６は液体と混合し、図１１Ａ〜図１１Ｃの実施形態に示すとおり、バルーン６４を拡張させる気体９８、たとえば二酸化炭素を生成する。バルーン６４の拡張は、１つまたは複数の組織貫通部材４０を介して、機能化粒子１００を腸壁ＩＷ内に進行させるよう構成される。
【００７５】
[0096]  反応剤９６は、クエン酸等の酸および炭酸水素ナトリウム等の塩基を含んでいてもよい。追加の反応剤もまた考慮される。クエン酸および炭酸水素ナトリウムを使用する実施形態に関して、２つの反応剤の間（炭酸水素ナトリウムに対するクエン酸）の比は、１：１から１：４の範囲でありえ、具体的には１：２の比でありうる。固体反応剤、たとえば炭酸水素ナトリウムは、バルーン６４内に置かれる前に、予備乾燥（たとえば真空乾燥による）できる。酢酸を含む他の反応剤９６もまた考慮される。特定の反応剤９６の量および選択される組合せは、特定の化学反応物のための既知の化学量論式を、バルーンの膨張体積および理想気体の法則（たとえば、PV=nRT）とともに使用して、特定の圧力をもたらすよう選択できる。
【００７６】
[0097]  バルーン６４または他の拡張可能部材６０はまた、図８に示すとおり、膨張後にバルーン６４を収縮させるのに寄与する１つまたは複数の収縮バルブ９８を含んでいてもよい。収縮バルブ９８は、小腸における流体および／またはバルーンの区画のうちの１つにおける液体への曝露の際に分解して、バルーン内の気体を逃がすための開放部またはチャネルを生み出すよう構成された、生分解性材料から製造できる。複数の収縮バルブ９８を、バルーン壁内の様々な位置に配置し、より高度の収縮信頼性を提供できる。一般に、収縮バルブ９８は、リリース５８よりも緩徐に分解するよう設計された分解性材料から製造でき、バルーン６４が十分に膨張し、バルーンが分解して収縮する前に機能化粒子１００を腸壁に送達する時間を与える。加えて、バルーン６４の収縮を保証するためのさらなるバックアップとして、１つまたは複数の穿刺要素１１０がカプセル壁の内表面３８に取り付けられ、バルーンが完全に膨張するときにそれが接触し、穿刺要素により穿刺されうる。バルーン収縮のための他の手段もまた考慮される。
【００７７】
[0098]  たとえば、ピンチバルブ１１２（図９）またはカラー１１８（図１０）を含む数多くの構造および構成で、リリース５８を提供できる。依然として他の構造も考慮される。図９に示す一実施形態において、ピンチバルブ１１２は、バルーン６４をカプセル２０の内表面３８上の凹部１１６内へと挟む形状の１つまたは複数の突起部１１４を含みうる。複数の突起部１１４を、複数の密封点を作り出すために使用できる。図１０に示す別の一実施形態によれば、リリース５８は、第１および第２の区画９０、９２の間の分離を維持するためにバルーン６４を締め付けるためのカラー１１８を含みうる。
【００７８】
[0099]  リリース５８、たとえばピンチバルブ１１２またはカラー１１８は、複数の仕方で開くよう構成でき、ＧＩ管内の複数の条件に対し応答性でありうる。いくつかの実施形態において、リリース５８は、小腸内に見出されるより高いｐＨまたは他の条件に応答して、１つまたは複数の部分を分解させることにより開くよう構成されると考えられる。したがって、リリース５８は、生分解性材料でできていてもよく、そのことにより第１および第２の区画９０、９２を密封し、分解の際にそれらを放出するよう作用する。リリース５８はまた、小腸内の蠕動収縮により適用される圧縮力に応答して開くよう構成できる。さらに別のアプローチにおいて、リリース５８は、始動事象、たとえば患者により開始された作動工程後、一定時間後に開くよう構成された時間放出バルブであってもよい。さらなる一実施形態において、リリースは、特定のｐＨの感知に応答して、特に小腸内のｐＨ条件（たとえば６．０、６．５、７．０、７．１、７．２等を超えるｐＨ）への曝露の際に、バルーン区画９０と９２との間のチャネルを開くために拡張または収縮するよう構成された、拡張可能／収縮可能なｐＨセンサーとして、またはそれとともに提供できる。
【００７９】
[00100]  さらに、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの開口部２６を含有する部分を含む、カプセル外部表面の少なくとも一部は、保護層またはコーティング、たとえば腸溶コーティングで被覆されていてもよく、これもまた小腸内のｐＨまたは他の条件に応答して分解する。最低でも、コーティングは、カプセルが小腸に到達するまでは、消化液がカプセル内部３４に浸入して、リリース５８を分解しないよう、たとえばキャップ３６の形態で、開口部２６を被覆してもよい。
【００８０】
[00101]  組織貫通部材４０は、バルーン６４と直接または間接に連結できる。いくつかの実施形態において、組織貫通部材４０をコネクタ５２内に配置し、部材４０を安定化してそれを正しい位置に保持できる。さらなる実施形態において、組織貫通部材４０をプラットフォーム１２０と連結できる。プラットフォーム１２０は、一方の側でバルーン表面に結合され、他方の側でコネクタ５２に結合される剛構造を含んでいてもよく、これは貫通部材４０と分離可能な形で係合する。コネクタ５２は、図１１Ａに示すとおり、独立構成部であってもよく、またはプラットフォーム１２０と一体に形成できる。コネクタ５２およびプラットフォーム１２０の両方が、貫通部材４０の組織内への進行を支持するために増加した剛性を有するよう架橋および／またはコポリマー化できる生分解性材料、たとえばＰＧＬＡから構築できる。組織貫通部材４０はまた、コネクタ５２を使用する必要なしに、たとえば突起部、凹部、または接着剤を使用することにより、プラットフォーム１２０に直接連結できる（図示せず）。さらに、組織貫通部材４０は、たとえば、接着力が、貫通部材が腸壁内に配置されたときに貫通部材を組織から引き抜くのに必要な力未満である場合には、接着剤により、バルーン６４と直接連結できる。これらのおよび関連する実施形態において、組織貫通部材４０はまた、それらがバルーンから分離するときにバルーン壁を破裂させ、そのことによりバルーン収縮のための手段を提供するよう構成できる。
【００８１】
[00102]  コネクタ５２は、バルーン収縮の力および／または蠕動収縮によりカプセル２０に適用される力に応答して、組織貫通部材４０がそれから分離するよう構成できる。いくつかの実施形態において、プラットフォーム１２０は、力集中要素（force concentration element）として機能するよう、貫通部材４０の表面積よりも大きな水平表面積を有しうる。使用において、プラットフォーム１２０は、バルーン６４または他の拡張可能部材の拡張から貫通部材に適用される単位面積当たりの力を増加させるよう機能してもよい。組織貫通部材４０をロードし、それらを拡張可能部材６０と連結するための他の構造も考慮される。
【００８２】
[00103]  図１１Ａ〜図１１Ｃの実施形態は、キャップ３６の分解、カプセル内部３４内への腸液または他の流体Ｆの浸入およびそれに続くリリース５８の分解の継起を示す。使用において、開口部２６を被覆する分解性キャップ３６および分解性リリース５８を用いるデバイス１０の実施形態は、カプセル２０が小腸に到達するまではバルーン６４が時期尚早に拡張してその組織貫通部材４０を配置しないことを保証するための、一次および二次シールを提供する。カプセル２０の内部３４内への腸液Ｆの浸入の際に、リリース５８は分解し、第１の区画９０内に配置された液体９４が第２の区画９２内に配置された１つまたは複数の反応剤９６と混合し、気体９８を形成することを可能にする（図１１Ｂ）。気体９８が生成すると、バルーン６４は拡張してカプセル２０の内部３４を満たし、そのことによりプラットフォーム１２０を押し出し、連結された組織貫通部材４０をガイド３２を通って開口部３０の外に押し出す。バルーン６４の拡張は、組織貫通部材４０を腸壁ＩＷ内に押し出し、そのことにより機能化粒子１００を送達する。
【００８３】
[00104]  組織貫通部材４０は、数多くの位置およびパターンでバルーン表面上に配置できる。たとえば、図１２Ａに示すとおり、プラットフォーム１２０は、腸壁ＩＷ内への複数の組織貫通部材４０の両側配置を可能にするため、バルーン６４のどちらの側にも配置できる。より多くの機能化粒子１００を一度に送達することに加えて、両側配置は、貫通部材４０の配置中にカプセル２０を腸壁ＩＷの両側に固定するのに寄与し、そのことによりカプセルが配置中に（たとえば蠕動収縮により）移動させられる可能性を減少させる。複数の組織貫通部材４０はまた、図１２Ｂに示すとおり、拡張部材６４の周囲に半径方向に、その長さに沿って配置できる。腸壁内への機能化粒子１００のかかる分散的送達の使用はまた、腸壁内の機能化粒子のより均一な分布により、血流内への機能化粒子のより迅速な吸収を提供できる。
【００８４】
[00105]  図１３Ａおよび図１３Ｂを見ると、組織貫通部材４０はまた、機能化粒子１００を含有する１つまたは複数の容器４８に連結される。容器４８は、図１３Ｂに示すとおり、バルーン６４の膨張または何らかの他の拡張可能部材６０の拡張が容器４８を圧迫し、機能化粒子またはその調製物を組織貫通部材４０の内腔を通して腸壁ＩＷ内に押し出すよう、組織貫通部材４０と流体的に連結できる。
【００８５】
[00106]  デバイス２１０のさらなる一実施形態を図１４Ａ〜図１４Ｄに示す。デバイス２１０は、嚥下され腸管を通過するサイズのカプセル２２０、１つまたは複数の組織貫通部材２４０および作動装置２５０、ならびに伸長装置アセンブリ２８０を含む送達アセンブリを含む。伸長装置アセンブリ２８０は、カプセルを腸と整列させるよう構成され、結果として組織貫通部材２５０は適切に腸壁ＩＷの組織を刺し通す。典型的には、これは、カプセルの長手方向軸を腸の長手方向軸と整列させることを含意するが、他の整列もまた考慮される。作動装置２５０は、機能化粒子１００を腸壁内に送達するよう構成され、拡張可能部材２６０を含む。
【００８６】
[00107]  伸長装置アセンブリ２８０は、拡張可能部材２８１、軌道２８３、リード２８４および止め具２８５を含む。拡張可能部材２８１は、バルーン２８２または本明細書において論じられるかもしくは当技術分野において知られている任意の他の拡張可能デバイスとして提供できる。リード２８４は概して、腸の内腔内でデバイス１０となだらかに整列するよう丸みを帯びた構造の形状であってもよく、バルーンとしても提供できる。作動装置２５０および組織貫通部材２４０を支持するための筺体２７２を含んでいてもよい送達アセンブリ２７０は、軌道２８３上に固定されて配置される。筺体２７２は、組織貫通部材の通過のための開口部２３０をそれに含んでいてもよい。いくつかの例において、筺体２７２は、ガイド２３２を含んでいてもよい（図示せず）。リード２８４および止め具２８５の両方がまた、軌道２８３に固定して接続され、その全部または一部が、長さが伸長するよう入れ子式にはまり込んでいてもよい。
【００８７】
[00108]  その拡張または配置状態において、バルーン２８２であってもよい拡張可能部材２８１は、小腸ＳＩの蠕動収縮によりカプセル２２０上に及ぼされる力が、カプセル２２０の長手方向軸を小腸ＳＩの長手方向軸と平行に整列させるのに寄与するよう、カプセル２２０の長さを伸長させる。これはひいては、組織貫通部材２２０を腸壁ＩＷの表面と垂直に整列させ、腸壁ＩＷ内への組織貫通部材２４０の貫通を増強し最適化するのに寄与する。小腸内でカプセル２２０を整列させるのに寄与することに加えて、伸長装置アセンブリ２８０はまた、送達バルーン２６４の膨張前に送達アセンブリ２７０をカプセル２２０の外に押し出す（図１４ｃに示すとおり）よう構成され、結果として送達アセンブリ２７０はカプセルに阻害されない。使用において、伸長装置アセンブリ２８０のこの押出し機能は、治療剤の送達の信頼性を改善する。なぜなら、薬物送達が生じるのにカプセルの特定の部分（たとえば、送達機構がある部分）が分解するのを待つ必要がないからである。いくつかの例において、バルーン２８２は、バルーン２８２の膨張前のカプセル２２０の長さの約１．５倍〜２倍の間の範囲の長さを有するよう膨張してもよい。
【００８８】
[00109]  カプセル２２０は、第１のセグメント２２０ａおよび第２のセグメント２２０ｂという２つの部分で製造できる。第１および第２のセグメント２２０ａおよび２２０ｂは、標的腸領域に到達する際に分解し、互いから分離するよう構成され、デバイス２１０の内部構成部を露出する。いくつかの実施形態、たとえば図１４Ｂに示すものにおいて、セグメント２２０ａだけが、最初に分解し剥離する。デバイス２１０の内部内への腸液の浸入の際に、図１４Ｃに示すとおり、上述の方法に従いバルーン２８２は拡張する。たとえば、バルーン２８２は、分解性リリースにより分離される２つの区画とともに形成でき、それぞれが、混合されると気体を発生するよう設計された反応性物質を含有する。他の例において、バルーン２８２は、化学的、電気的、機械的または外部的刺激に応答して拡張してもよい。拡張するにつれて、バルーン２８２は一方で止め具２８５に、他方でカプセル２２０の内表面（または、カプセル２２０が完全に分解するよう設計される場合、別の止め具）に力を適用し、軌道２８３を伸長させ、そのことにより送達アセンブリ２７０をカプセルの第２のセグメント２２０ｂの外へ離れるように押し出す。
【００８９】
[00110]  作動装置２５０は、伸長装置アセンブリ２８０が伸長して送達アセンブリをカプセルの第２のセグメント２２０ｂから離れるよう押し出すまでは、組織貫通部材２４０を腸壁内に進行させないよう設計される。図１４Ａ〜図１４Ｄに示す実施形態において、作動装置２５０は、バルーン２６４の形態の拡張可能部材２６０を含む。上述の実施形態のように、一実施形態において、バルーン２６４は、１つまたは複数の反応剤２９６を含有する第２の区画２９２からリリース２５８により分離された、液体２９４を含有する第１の区画２９０を有していてもよい。リリース２５８は、腸液Ｆと接触する際に分解し、液体２９４が反応剤２９６と混合して気体２９８を生成することを可能にし、そのことによりバルーン２６４を拡張させてもよい。リリース２５８は、第１および第２の区画が、バルーン２８２が拡張して、送達アセンブリ２７０を伸長させるのに十分な時間が経過したあとで混合することを可能にするような速度で分解するよう構成される。本明細書に記載のバルーン２６４の拡張は、図１４Ｄに示すとおり、送達部材２４０を開口部２３０を通して腸壁ＩＷ内に押し出すプラットフォーム１２０に作用し、そのことにより機能化粒子１００を送達する。
【００９０】
[00111]  別の一実施形態において、バルーン２６４は、軌道２８３内の内腔を介してバルーン２８２と流体的に連結できる。２つのバルーンは、バルーン２８２が完全にまたは実質的に拡張すると、損壊するか、またはそうでなくても空気がそれを通過することを可能にするよう設計されたバルブ２８６により分離できる。使用において、バルブ２８６は、バルーン２６４が膨張する前にバルーン２８２が完全にまたは他の仕方で実質的に膨張するよう、バルーン２８２および２６４の膨張が継起することを可能にする。これはひいては、バルーン２６４が膨張する前に、バルーン２８２がバルーン２６４を送達アセンブリ２７０の他の部分とともにカプセル２２０から押し出すことを可能にし、結果として組織貫通部材２４０の配置はカプセル２２０により阻害されない。使用において、かかるアプローチは、所望の貫通深さを達成することおよびカプセル２２０に含有されたより多数の貫通部材２４０を送達することの両方の観点から、腸壁ＩＷ内への組織貫通部材２４０の貫通の信頼性を改善する。
【００９１】
[00112]  バルーン２６４および２８２の一方または両方がまた、膨張後にバルーンを収縮させるのに寄与する収縮バルブ２９８を含んでいてもよい。収縮バルブ２９８の類似の機構およびバリエーションを、上述のとおり使用できる。加えて、収縮を保証するためのさらなるバックアップとして、１つまたは複数の穿刺要素３１０が筐体の内表面に取り付けることができ、バルーン２６４が完全に膨張するときにそれが穿刺要素３１０に接触し、収縮する。
【００９２】
[00113]  いくつかの実施形態において、デバイス１０の１つまたは複数の構成部は、折り畳まれるか、畳まれるかまたは他の所望の構成でカプセル２２０内に詰めて、カプセルの内部容積２３４内の空間を節約できる。折畳みは、あらかじめ形成された折り目または当技術分野において知られている他の折畳みフィーチャもしくは方法を使用してなされうる。特定の実施形態において、折畳みバルーン２６４および２８２はまた、バルーンが所望の配向で、所望の順序で正しく膨張することを確保するよう作用できる。
【００９３】
[00114]  組織貫通部材２４０、プラットフォーム３２０およびコネクタ２５２を、バルーン２６４の１つまたは複数の面上に配置できる。たとえば、図１４Ａに示すとおり、送達アセンブリ２７０は、組織貫通部材２４０をバルーン２６４の両面に含み、バルーン２６４の拡張の際に実質的に同等の力の配分を腸壁ＩＷの両側に提供できる。プラットフォーム３２０、コネクタ２５２または貫通部材２４０自体は、接着剤または当技術分野において知られている他の結合方法を使用してバルーン表面に取り付けることができる。
【００９４】
[00115]  デバイス１０の他のバリエーションにおいて、拡張可能部材６０の使用に加えてまたはその代わりに、作動装置５０もまた、電気機械的デバイス／機構、たとえばソレノイド、または圧電デバイスを含みうる。一実施形態において圧電作動装置は、非展開状態および展開状態を有する成形圧電素子（shaped piezoelectric element）を含みうる。この素子は、電圧の印加の際に展開状態に入り、電圧が除去された際に非展開状態に戻るよう構成できる。これは、組織貫通部材を進行させ、次にそれを引き抜く両方のための、作動装置の往復運動を可能にしてもよい。圧電素子のための電圧は、電池または、カプセルの周囲の小腸の蠕動収縮によるカプセル２０の加圧から生じるもの等の機械的変形により電圧を生成する圧電ベースのエネルギー変換器を使用して生成できる。一実施形態において、組織貫通部材４０の配置は、圧電素子のための電圧を生成するための機械的エネルギーを提供する小腸の蠕動収縮から実際に誘発できる。
【００９５】
[00116]  さらに、内部作動送達に対する一代替案または追加案として、いくつかの実施形態において、ユーザーは外部から、機能化粒子１００を送達するよう作動装置５０を作動させる信号をリリース５８へ、または直接作動装置５０へ送信できる。これは、ＲＦ、磁気または当技術分野において知られている他の無線信号伝達手段により、たとえば制御可能なバルブ、ラジオ周波数（radio frequency: RF）制御小型ソレノイドバルブまたは他の電気機械制御バルブの使用により達成できる（図示せず）。他の実施形態において、リリース５８は、小型磁気制御バルブ、たとえば磁気制御小型リードスイッチとして提供される制御可能な隔離バルブを含んでいてもよい（図示せず）。かかる電気機械的または磁気ベースバルブは、ＭＥＭＳおよび他のマイクロマニュファクチャリング法を使用して製造できる。これらのおよび関連する実施形態において、ユーザーは、外部のリーダー、たとえばハンドヘルドコミュニケーションデバイス、モバイルデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、または他のコンピュータデバイスを、デバイス１０との信号を送受信するために使用できる。
【００９６】
[00117]  かかる実施形態において、嚥下可能デバイスはまた、送信器２９、たとえばＲＦトランシーバーチップまたは他の同様のコミュニケーションデバイス／回路を含んでいてもよい。外部リーダーは、信号伝達手段およびデバイス１０が小腸またはＧＩ管の他の位置内にあるときにユーザーに通知するための手段、たとえばユーザーインターフェースまたはディスプレイも含んでいてもよい。外部リーダーはまた、作動装置５０が作動し、選択された機能化粒子１００が送達されたときにユーザーに通知するよう構成できる。かかる確認は、ユーザーが他の適切な動作をとること、たとえば食事をすること、特定の薬物または治療剤をとること、休息をとること等、機能化粒子／治療剤を、他の関連する決断（たとえば、糖尿病患者が食事をするかどうか、どのような食物を食べるべきか）をすることとともに可能にしうる。ハンドヘルドデバイスをまた、嚥下可能デバイス１０に信号を送信し、リリース５８または作動装置５０を無効化し、そのことにより、他の症状および／または患者の動作（たとえば、食事をすること、眠る、運動する等を決めること）に基づいてユーザーが機能化粒子の送達を防止、遅延または加速するよう介入することを可能にするよう構成できる。ユーザーはまた、カプセルを嚥下したあとの選択された時期に、外部からリリース５８を動作させることができ、または作動装置６０を作動させることができる。時期は、ユーザーのＧＩ管を通って管内の特定の位置、たとえば小腸へと移動する食物の、典型的な通過時間または通過時間の範囲と相関させることができる。
【００９７】
[00118]  腸管に機能化粒子を送達するためのデバイスの他の実施形態および構成もまた考慮される。たとえば、他の嚥下可能なカプセル様送達デバイスもまた本明細書において使用できる。嚥下可能なカプセルは、腸内で溶解するが、胃の低ｐＨ環境下では溶解しないよう構成できる何らかの腸溶性、保護性または持続放出性コーティング、たとえばＥｕｄｒａｇｉｔ（登録商標）を利用してもよい。かかるコーティングまたは材料を使用するデバイスの実施形態は、カプセルが腸内で溶解し、機能化粒子を腸の内腔に送達し、それに続いて組織内および血中に拡散するよう構成できる。
【００９８】
[00119]  他の例において、機能化粒子を腸管に送達するために、パッチ様デバイスもまた使用できる。パッチは、嚥下可能な構造で、または嚥下可能デバイス一部として送達でき、腸管内の標的位置に配置されるよう構成できる。代わりに、パッチは腸壁の表面上に直接埋め込むことができる。パッチは、腸壁に接着するか、または他の仕方でそれと近接して留まるよう設計された表面を含んでいてもよく、結果としてそれが担持する機能化粒子は、組織内への拡散により送達できる。いくつかの例において、機能化粒子は、パッチ上またはパッチ内に配置でき、粒子はパッチの表面から腸壁に直接拡散できる。たとえば、パッチは、たとえば生分解性材料の２つの層の間に配置された機能化粒子の層を有する複数の層で製造できる。他の例において、機能化粒子は、組織内または血中に拡散される機能化粒子を腸壁の表面で放出するよう設計されたパッチ内の区画内に含有できる。パッチは、胃内での分解に耐え、腸管内で溶解するよう設計された材料から形成できる。
【００９９】
ＩＶ．例示的システム
[00120]  図１５に示す、カプセル１０２０、少なくとも１つの組織貫通部材１０４０、および作動装置１０５０（図示せず）を含む嚥下可能デバイス１０１０を含むシステム１０００もまた、提供できる。嚥下可能デバイス１０１０は、上述の嚥下可能デバイスの任意の実施形態を含んでいてもよい。システムは、表面下脈管構造の内腔内の血中に存在する１つまたは複数の標的分析物と相互作用するよう構成され、デバイス１０１０のカプセル１０２０内に配置された、複数の機能化粒子１００をさらに含んでいてもよい。嚥下可能デバイス１０１０の一実施形態により送達される機能化粒子１００により得られる複数の生理的パラメータを、表面下脈管構造の一部から送信される分析物応答信号１０７０を検出するよう構成された検出器１０６０により測定できる。分析物応答信号１０７０は、１つまたは複数の標的分析物と機能化粒子１００との相互作用と関連付けられてもよい。さらなる実施形態において、システム１０００はまた、分析物応答信号１０７０に少なくとも部分的に基づいて、臨床的意義のある分析物の存在または非存在を検出するよう構成された、プロセッサ１０８０を含んでいてもよい。プロセッサ１０８０はまた、他の例において、分析物応答信号１０７０に少なくとも部分的に基づいて、臨床的意義のある分析物の濃度を決定するよう構成できる。検出器１０６０は、患者の身体の内部または外部で位置でき、プロセッサ１０８０とともに単一のプラットフォーム上に提供できる。他の例において、プロセッサ１０８０は、検出器１０６０から離れていてもよい。
【０１００】
[00121]  いくつかの例において、検出器は、デバイスを装着している人の複数の生理的パラメータを自動的に測定するよう構成されたウェアラブルデバイス１１００上に取り付けることができる。本開示において使用される「ウェアラブルデバイス」という用語は、身体表面、たとえば手首、足首、腰部、胸部、または他の身体部分に、その上に、またはそれに近接して装着可能な任意のデバイスを指す。身体の外部から非侵襲的にインビボ測定値をとるため、ウェアラブルデバイスは、表面下脈管構造を容易に観察可能な身体の一部上に位置でき、その要件は、使用される検出システムのタイプに依存する。デバイスは、皮膚または組織に近接して配置できるが、それに接触または密着する必要はない。マウント１１１０、たとえばベルト、リストバンド、アンクルバンド等を、デバイスを身体表面に、その上に、またはそれに近接して取り付けるために提供できる。マウント１１１０は、測定誤差およびノイズを減少させるよう、ウェアラブルデバイスが身体に対して移動することを防止できる。図１６に示す一例において、マウント１１１０は、身体の一部の周囲に装着できるストラップまたはバンド１２０の形態をとってもよい。さらに、マウント１１１０は、ウェアラブルデバイス１１００を装着者の身体に接着するための接着性基材であってもよい。
【０１０１】
[00122]  測定プラットフォーム１１３０を、マウント１１１０上に配置し、それが表面下脈管構造を容易に観察可能な身体上に位置できるようにする。測定プラットフォームの内面１１４０は、身体表面に面して取り付けられることが意図される。測定プラットフォーム１１３０は、データ収集システム１１５０を収納し、これは、ウェアラブルデバイスを装着している人の健康と関連付けることのできる任意のパラメータを含みうる、少なくとも１つの生理的パラメータを検出するための少なくとも１つの検出器１１６０を含んでいてもよい。たとえば、検出器１１６０は、血圧、脈拍、呼吸速度、皮膚温等を測定するよう構成できる。検出器１１６０のうちの少なくとも１つは、ウェアラブルデバイスに近接する表面下脈管構造内の血液循環における１つまたは複数の分析物を非侵襲的に測定するよう構成される。完全に網羅するわけではないリストにおいて、検出器１１６０は、光学（たとえば、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ、光ダイオード）、音響（たとえば、圧電、圧電セラミック）、電気化学（電圧、インピーダンス）、熱、機械（たとえば、圧力、歪み）、磁気、または電磁気（たとえば、磁気共鳴）センサーのうちの任意の１つを含んでいてもよい。データ収集システム１５０の構成部は小型化でき、結果としてウェアラブルデバイスは、装着者の通常の活動に顕著に干渉することなしに身体上に装着できる。
【０１０２】
[00123]  いくつかの例において、データ収集システム１１５０は、表面下脈管構造の一部内へと、たとえば表面下脈管構造の内腔内へと、装着者の皮膚を透過できる問合せ信号を送信するための信号源１１７０をさらに含む。問合せ信号は、着用者に無害な任意の種類の信号、たとえば電磁気、磁気、光学、音響、熱、機械信号でありえ、生理的パラメータを測定するために使用できるか、またはより具体的には、臨床的意義のある分析物と機能化粒子との結合を検出できる応答信号をもたらす。一例において、問合せ信号は、電磁パルス（たとえばラジオ周波数（RF）パルス）であり、応答信号は磁気共鳴信号、たとえば核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance: NMR）である。別の一例において、問合せ信号は、時間的に変化する磁場であり、応答信号は、時間的に変化する磁場に起因する外部から検出可能な物理的運動である。時間的に変化する磁場は、バックグラウンドとは異なる仕方で物理的運動により粒子を調節し、それらを検出しやすくする。さらなる一例において、問合せ信号は、電磁放射線信号である。特に、問合せ信号は、約４００ナノメートル〜約１６００ナノメートルの間の波長を有する電磁放射線であってもよい。問合せ信号は、より具体的には、約５００ナノメートル〜約１０００ナノメートルの間の波長を有する電磁放射線を含んでいてもよい。いくつかの例において、機能化粒子は、フルオロフォアを含む。したがって、問合せ信号は、フルオロフォアを励起し、皮膚または他の組織および表面下脈管構造を透過する波長（たとえば、約５００〜約１０００ナノメートルの範囲の波長）を有する電磁放射線信号であってもよく、応答信号は、表面下脈管構造および組織を透過して検出器に到達するフルオロフォアからの蛍光放射線である。
【０１０３】
[00124]  いくつかの場合において、問合せ信号は、１つまたは複数の生理的パラメータを測定するために必要なく、したがって、ウェアラブルデバイス１１００は、信号源１１７０を含まなくてもよい。たとえば、機能化粒子は、問合せ信号または他の外部刺激の必要なしに、臨床的意義のある分析物と機能化粒子との結合の指標となる応答信号を自動的に発する自己蛍光または発光マーカー、たとえばフルオロフォアを含んでいてもよい。いくつかの例において、機能化粒子は、少なくとも一部が標的分析物と粒子との結合である開始される化学反応に応答して生成される、蛍光放射線の形態の応答信号を生成するよう構成された化学発光マーカーを含んでいてもよい。
【０１０４】
[00125]  収集磁石１１８０もまた、データ収集システム１１５０に含まれうる。かかる実施形態において、機能化粒子はまた、磁性材料、たとえば強磁性、常磁性、超常磁性、または磁場に応答する任意の他の材料でできていてもよく、またそれで機能化されていてもよい。収集磁石１８０は、磁場を表面下脈管構造の一部内に向けるよう構成され、それは機能化磁性粒子を表面下脈管構造のその一部の内腔内に集中させるのに十分である。磁石は、測定期間中にオンにされ、測定期間が終了すると、磁性粒子が脈管構造を通じて分散することを可能にするようオフにされる電磁石であってもよい。
【０１０５】
[00126]  ウェアラブルデバイス１１００はまた、ユーザーインターフェース１１９０を含んでいてもよく、それを介してデバイスの装着者は、リモートサーバもしくは他のリモートコンピュータデバイスのいずれか、またはデバイス内のプロセッサにより生成される、１つまたは複数の推奨または通知を受け取ってもよい。通知は、ウェアラブルデバイスを装着している人により認識されうる任意の表示でありうる。たとえば、通知は、視覚的構成要素（たとえば、ディスプレイ上の文章または画像情報）、聴覚的構成要素（たとえば、警告音）、および／または触覚的構成要素（たとえば、バイブレーション）を含みうる。さらに、ユーザーインターフェース１１９０は、通知または推奨の視覚的表示を表示できるディスプレイ１１９２を含みうる。ディスプレイ１１９２は、測定された生理的パラメータ、たとえば、測定されているある種の血液分析物の濃度の表示を提供するようさらに構成できる。
【０１０６】
[00127]  一例において、ウェアラブルデバイスは、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すとおり、手首取付けデバイス１２００として提供される。手首取付けデバイスは、腕時計またはブレスレットに似たリストバンドまたはカフで、生存している対象の手首に取り付けられてもよい。図２Ａおよび図２Ｂに示すとおり、手首取付けデバイス１２００は、リストバンド１２２０の形態のマウント１２１０、装着者の手首の腹側１２４０上に位置する測定プラットフォーム１２３０、および装着者の手首の背側１２６０上に位置するユーザーインターフェース１２５０を含みうる。デバイスの装着者は、ユーザーインターフェース１２５０を介して、リモートサーバもしくは他のリモートコンピュータデバイスのいずれかにより生成される１つまたは複数の推奨または通知、または測定プラットフォームからの通知を受け取ってもよい。かかる構成は、腕時計を確認する動作のように、手首の背側１２６０が観察されるのが通常である点で、デバイスの装着者にとって自然なものと見られうる。したがって、装着者は、ユーザーインターフェース上のディスプレイ１２７０を容易に見ることができる。さらに、測定プラットフォーム１２３０は、表面下脈管構造を容易に観察可能でありうる装着者の手首の腹側１２４０上に位置できる。しかしながら、他の構成も考慮される。
【０１０７】
[00128]  ディスプレイ１２７０は、通知もしくは推奨の視覚的表示および／または測定された生理的パラメータ、たとえば、測定されているある種の血液分析物の濃度の表示を表示するよう構成できる。さらに、ユーザーインターフェース１２５０は、装着者からの入力を受け入れるための１つまたは複数のボタン１２８０を含みうる。たとえば、ボタン１２８０は、ディスプレイ２７０上で視覚可能な文章または他の情報を変化させるよう構成できる。図１７Ｂに示すとおり、測定プラットフォーム１２３０は、装着者からの入力を受け入れるための１つまたは複数のボタン１２９０を含んでいてもよい。ボタン１２９０は、データ収集システムの側面を制御する、たとえば測定期間を開始するための入力、または装着者の現在の健康状態（すなわち、正常、片頭痛、息切れ、心臓発作、熱、「インフルエンザ様」の症状、食中毒、等）を示す入力を受け入れるよう構成できる。
【０１０８】
[00129]  手首取付けデバイスの他の例において、測定プラットフォームおよびユーザーインターフェースは両方とも、装着者の手首の同じ側、特に手首の腹側の上に提供できる。手首取付けデバイスはまた、装着者の手首の背側上に時計盤を備える。
【０１０９】
[00130]  図１８は、１つまたは複数のウェアラブルデバイス１８００を含むシステムの単純化された概略図である。１つまたは複数のウェアラブルデバイス７００は、コミュニケーションインターフェース１８１０を介して１つまたは複数のコミュニケーションネットワーク１８２０上でリモートサーバ１８３０にデータを送信するよう構成できる。一実施形態において、コミュニケーションインターフェース１８１０は、サーバ１８３０とコミュニケーションを送受信するためのワイヤレストランシーバーを含む。さらなる実施形態において、コミュニケーションインターフェース１８１０は、有線および無線コミュニケーションの両方を含む、データの伝達のための任意の手段を含みうる。たとえば、コミュニケーションインターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（universal serial bus: USB）インターフェースまたはセキュアデジタル（secure digital: SD）カードインターフェースを含んでいてもよい。コミュニケーションネットワーク１８２０は、基本電話サービス（plain old telephone service: POTS）ネットワーク、セルラーネットワーク、ファイバーネットワークおよびデータネットワークのうちの任意の１つであってもよい。サーバ１８３０は、任意のタイプのリモートコンピュータデバイスまたはリモートクラウドコンピュータネットワークを含んでいてもよい。さらに、コミュニケーションネットワーク１８２０は、たとえばウェアラブルデバイス１８００がデータを携帯電話または他のパーソナルコンピュータデバイスに送信し、それが今度はサーバ１８３０にデータを送信する場合を含む、１つまたは複数の中間媒体を含んでいてもよい。
【０１１０】
[00131]  ウェアラブルデバイス１８００からコミュニケーション、たとえば収集された生理的パラメータデータおよびユーザーによる入力としての健康状態に関するデータを受信することに加えて、サーバはまた、ウェアラブルデバイス１８００または何らかの他のソースのいずれかから、装着者の病歴全体、環境因子および地理的データに関する情報を収集および／または受信するよう構成できる。たとえば、装着者の病歴を含有するユーザーアカウントを、すべての装着者についてサーバ上に確立できる。さらに、いくつかの例において、サーバ１８３０は、環境データのソースから定期的に情報、たとえば疾病管理センター（Centers for Disease Control: CDC）からのウイルス性疾患または食中毒発生データならびに国立測候所（National Weather Service）からの気候、汚染およびアレルゲンデータを受信するよう構成できる。さらに、サーバは、病院または医師から装着者の健康状態に関するデータを受信するよう構成できる。かかる情報は、サーバの意思決定プロセス、たとえば相関の認識および臨床プロトコルの生成において使用できる。
【０１１１】
[00132]  加えて、サーバは、各測定期間中の日付、時刻およびデバイスの各装着者の地理的位置を収集および／または受信するよう構成できる。かかる情報は、疾患の空間的および時間的拡大を検出およびモニタリングするために使用できる。かかるものとして、ウェアラブルデバイスは、それ自体の位置の表示を決定および／または提供するよう構成できる。たとえば、ウェアラブルデバイスは、ＧＰＳシステムを含みうるのであり、結果として、それはＧＰＳ位置情報（たとえばＧＰＳ座標）をサーバとのコミュニケーションに含みうる。別の一例として、ウェアラブルデバイスは、その位置を決定するのに三角法（たとえば、セルラーネットワークの基地局間で）を伴う技術を使用できる。他の位置決定技術もまた可能である。
【０１１２】
[00133]  サーバはまた、デバイスの装着者が受けた薬物または他の治療および少なくとも部分的に生理的パラメータデータおよびユーザーの示す健康状態に関する情報に基づいて、薬物または他の治療の効能に関する決定を下せるよう構成できる。この情報から、サーバは、薬物または治療の有効性の表示を引き出すよう構成できる。たとえば、薬物が吐き気を治療することを意図し、その薬物での治療過程の開始後にデバイスの装着者が吐き気がすることを示さない場合、サーバは、その薬物がその装着者にとって有効であるという表示を引き出すよう構成できる。別の一例において、ウェアラブルデバイスは、血糖を測定するよう構成できる。装着者が糖尿病治療を意図する薬物を処方されたが、サーバがウェアラブルデバイスから装着者の血糖が一定の測定期間にわたって高まっていることを示すデータを受信する場合、サーバを、その薬物がこの装着者にとってその意図する目的に有効でないという表示を引き出すよう構成できる。
【０１１３】
[00134]  さらに、システムのいくつかの実施形態において、自動的に実行またはデバイスの装着者により制御できる、プライバシー制御を含んでいてもよい。たとえば、装着者の収集された生理的パラメータデータおよび健康状態データが、傾向分析のために臨床関係者によりクラウドコンピュータネットワークにアップロードされた場合、データは、それが保存または使用される前に、１つまたは複数の仕方で処理されうるのであり、結果として個人を特定できる情報は除去される。たとえば、ユーザーのアイデンティティは、そのユーザーについて個人を特定できる情報を決定できないように処理でき、または、位置情報が取得された場合にユーザーの地理的位置は、ユーザーの特定の位置を決定できないように一般化（たとえば市、郵便番号、または州レベルに）できる。
【０１１４】
[00135]  加えてまたは代わりに、デバイスの装着者は、デバイスが装着者に関する情報（たとえば、ユーザーの病歴、社会的行動または活動、職業、ユーザーの嗜好、またはユーザーの現在位置に関する情報）を収集するかどうか、もしくはそれがどのように行われるかを制御する機会、またはどのようにかかる情報を使用できるかを制御する機会を得ることができる。したがって、装着者は、自身に関する情報が臨床関係者または医師または他のデータのユーザーによりどのように収集および使用されるかを制御できる。たとえば、装着者は、自身のデバイスから収集されたデータ、たとえば健康状態および生理的パラメータを、自分自身のデータの収集および比較に応じた個人の基準値および推奨値を生成するためにのみ使用できるのであって、集団の基準値を生成するため、または集団相関研究における使用のためには使用できないことを選択できる。
【０１１５】
ＩＶ．例示的方法
[00136]  図１９は、機能化粒子を身体に送達するための方法１９００のフローチャートである。（１）複数の機能化粒子を含有するカプセル、および（２）１つまたは複数の組織貫通部材を有する嚥下可能デバイスがまず摂取される（１９１０）。カプセルは、胃腸管の内腔を通過するサイズである。１つまたは複数の組織貫通部材のそれぞれが、機能化粒子が通過できる内腔および出口を有する。組織貫通部材は、胃腸管の内腔の壁を穿刺するようさらに構成される。１つまたは複数の組織貫通部材を介して、複数の機能化粒子の少なくとも一部が、胃腸管の内腔の壁内に送達される（１９２０）。機能化粒子の送達は、胃腸管内の化学的条件に応答して生じてもよい。たとえば、送達は、小腸または大腸内の化学的条件、たとえばｐＨへの曝露の際、たとえば小腸内の選択されたｐＨ、たとえば７．０、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、８．０以上への曝露の際に生じてもよい。いくつかの例において、送達は、７．０〜７．５のｐＨ範囲で生じてもよい。他の例において、送達は、機械的または電気化学的刺激に応答して生じてもよい。またさらなる例において、送達は、嚥下可能デバイスから隔たった刺激に応答して生じてもよい。
【０１１６】
[00137]  別の例示的一方法において、複数の機能化粒子が、胃腸管の内腔を通過するサイズのカプセル、１つまたは複数の組織貫通部材、ならびに第１の構成および第２の構成を有する作動装置を有するデバイス内にロードされる。複数の機能化粒子は、それらが１つまたは複数の組織貫通部材と連絡するようにカプセル内にロードできる。１つまたは複数の組織貫通部材は、腸管の内腔の壁を穿刺するよう構成でき、それぞれがそれぞれの貫通部材出口を有していてもよい。作動装置は、第１の構成において、１つまたは複数の組織貫通部材をカプセル内に保持するよう構成される。さらに、第１の構成から第２の構成へと移行することにより、作動装置は、１つまたは複数の組織貫通部材をカプセルから胃腸管の内腔の壁内に進行させるよう構成される。第１の構成から第２の構成へと移行する作動装置により、機能化粒子の少なくとも一部を胃腸管の内腔の壁内に送達できる。作動装置は、胃腸管内の化学的条件、たとえば所定のｐＨ値に応答して、機械的入力に応答して、またはデバイスから隔たった入力に応答して、第１の構成から第２の構成へと移行するよう構成できる。
【０１１７】
[00138]  本明細書において様々な態様および実施形態が開示された一方で、他の態様および実施形態が、当業者に明らかであると考えられる。本明細書に開示の様々な態様および実施形態は、例示の目的のためであり、限定することを意図せず、真の権利範囲は以下の特許請求の範囲に示される。
【０１１８】
Ｖ．結論
[00139]  例示的実施形態が人または人のデバイスに関する情報を伴う場合、いくつかの実施形態はプライバシー制御を含んでいてもよい。かかるプライバシー制御には、少なくとも、デバイス識別名の匿名化、透明性およびユーザー制御、たとえばユーザーが、ユーザーの製品使用に関する情報を修正または消去することを可能にすると考えられる機能性が含まれていてもよい。
【０１１９】
[00140]  さらに、本明細書において論じた実施形態がユーザーに関する個人情報を収集するか、または個人情報を利用できる状況において、ユーザーは、プログラムまたは機能がユーザー情報（たとえば、ユーザーの病歴、ソーシャルネットワーク、社会的行動または活動、職業、ユーザーの嗜好、またはユーザーの現在位置に関する情報）を収集するかどうかを制御する機会、またはユーザーにより関係がありうるコンテンツサーバからのコンテンツを受信するかどうかおよび／もしくはどのように受信するかを制御する機会を得ることができる。加えて、ある種のデータは、それが保存または使用される前に、１つまたは複数の仕方で処理されうるのであり、結果として個人を特定できる情報は除去される。たとえば、ユーザーのアイデンティティは、そのユーザーについて個人を特定できる情報を決定できないように処理でき、または、位置情報が取得された場合にユーザーの地理的位置は、ユーザーの特定の位置を決定できないように一般化（たとえば市、郵便番号、または州レベルに）できる。したがって、ユーザーは、自身に関する情報がコンテンツサーバによりどのように収集および使用されるかを制御できる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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