CN113993560A - 用于液体注射的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

大体上提供自扶正制品，如用于施用于受试者的自扶正胶囊。在一些实施例中，所述自扶正制品可以被配置成使得所述制品可以相对于表面(例如，受试者的组织的表面)自身定向。本文所描述的所述自扶正制品可以包括被配置成与表面(例如，受试者的组织的表面)接合(例如，与表面介接、注射到表面中、锚固表面)的一个或多个组织接合表面。在一些实施例中，所述自扶正制品可以具有例如实现所述制品的自扶正行为的特定形状和/或密度(或质量)分布。在一些实施例中，所述自扶正制品可以包括组织介接组件和/或药剂，如液体药剂(例如，用于将活性药剂递送到受试者内部的位置)。在一些情况下，在所述组织与所述制品的所述组织接合表面接触时，所述自扶正制品可以被配置成释放一个或多个组织介接组件。在一些情况下，所述组织介接组件与自致动组件相关联。例如，所述自扶正制品可以包括自致动组件，所述自致动组件被配置成在暴露于流体时从所述自扶正制品释放所述组织介接组件。

Description

用于液体注射的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2019年2月1日提交的并且题为“用于液体注射的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR LIQUID INJECTION)”的美国临时申请序列号62/799,882的优先权，所述美国临时申请出于所有目的特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明总体上涉及自扶正系统和相关组件，如自扶正制品、自致动制品，包含例如自致动针和/或自致动活检穿孔器，以及活性药物成分(API)负载相对较高的组件。
背景技术
GI道为诊断和治疗患者提供了难以置信的机会。为实现这一目标而开发的智能剂量系统和制品在过去十年中取得了显著增长。在最大化递送和与粘膜的相互作用方面最重要的挑战之一是确保制品和/或给药系统与GI粘膜之间的并置。先前这样做的尝试包含引入粘膜粘附剂以及对2侧的系统的一侧进行纹理化。口服摄取的药物通常扩散穿过GI道组织壁以进入血流。摄取的典型药丸或制品会随机将其货物释放到GI道中，并允许其通过对流和扩散移动到组织壁。然而，许多生物药物(如胰岛素)不能移动穿过GI道中的液体，因为其即使容纳于固体调配物中仍将例如被酶降解。
另外，市场上的许多药品调配物需要通过注射施用，包含许多疫苗、RNA和肽。传统上，注射涉及液体调配物的用涂，其穿过空心针并通过静脉内或肌内进入体内。
因此，需要改进的系统、制品和方法。
发明内容
本发明总体上涉及自扶正制品，如自扶正胶囊。
在一方面，提供了自扶正制品。在一些实施例中，自扶正制品包括第一部分、第二部分以及中空部分，所述第二部分与第一部分相邻，具有与第一部分不同的平均密度，其中自扶正制品被配置成和布置成包封在000胶囊中或更小的胶囊中。
在一些实施例中，尽管自扶正制品被配置成用于潜在包封在000胶囊中或更小的胶囊中，但自扶正制品不一定需要包封在此类胶囊中。在其中要施用自扶正制品的实施例中，如通过摄取自扶正制品，因此可以在没有包封的情况下施用自扶正制品。
在一些实施例中，自扶正制品包括：第一部分；第二部分，所述第二部分与第一部分相邻，具有与第一部分不同的平均密度；以及组织介接组件，所述组织介接组件与自扶正制品相关联，其中第一材料的平均密度与第二材料的平均密度之比大于或等于2.5:1。在一些实施例中，第二材料的平均密度与第一材料的平均密度之比大于或等于2.5:1。
在一些实施例中，自扶正制品被配置成锚固在受试者内部的位置处并且至少包括以下：平均密度大于1g/cm3的第一部分，其中垂直于制品的组织接合表面的纵轴被配置成当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时与竖直方向维持20度或更小的取向，以及至少一个与自扶正制品相关联的锚固机构。
在一些实施例中，自扶正制品被配置成用于施用于受试者内部的位置并且至少包括平均密度大于1g/cm3的第一部分，自扶正制品在水中从90度起的自扶正时间小于或等于0.05秒，至少两个组织介接组件包括被配置成用于接触组织的组织接触部分，每个组织接触部分包括被配置成用于与组织电连通的导电部分和被配置成不与组织电连通的绝缘部分，以及与所述至少两个组织介接组件电连通的电源。
在另一方面，提供了自致动制品。在一些实施例中，制品包括以下：外壳；至少部分地包封在外壳内的弹簧；与弹簧相关的支撑材料，使得支撑材料在环境条件下将弹簧的至少一部分维持在至少5％压缩应变下；以及与弹簧相关的组织介接组件。
在一些实施例中，制品被配置成锚固在受试者内部的位置处并且包括以下：外壳；与外壳至少部分地一起包封的弹簧，弹簧通过在至少5％压缩应变下的支撑材料维持在至少部分部分压缩状态；以及至少一个可操作地联接到弹簧的锚固机构。
在一些实施例中，制品被配置成用于施用于受试者内部的位置处并且包括以下：外壳；与外壳至少部分地一起包封的弹簧，弹簧通过在至少5％压缩应变下的支撑材料维持在至少部分部分压缩状态，至少两个组织介接组件包括被配置成用于接触组织的组织接触部分，每个组织接触部分包括被配置成用于与组织电连通的导电部分和被配置成不与组织电连通的绝缘部分，以及与所述至少两个组织介接组件电连通的电源。
在另一方面，提供了自扶正制品。在一些实施例中，制品包括以下：第一部分，所述第一部分具有质量；第二部分，所述第二部分的质量与第一部分的质量不同；自致动组件，所述自致动组件包括弹簧和被适配成将所述弹簧维持在至少部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；组织介接组件，所述组织介接组件与活性药剂相关并且可操作地联接到所述自致动组件；以及组织接合表面，所述组织接合表面被配置成接触受试者内部的组织的表面；其中由于所述自扶正制品的质量中心和所述自扶正制品的形状，所述自扶正制品被配置成单稳态体；其中当所述自扶正制品至少部分地由受试者的组织支撑时，所述自扶正制品在允许所述组织介接组件将所述活性药剂的至少一部分释放到所述组织中的方向上定向。
在一些实施例中，制品被如此配置成使得在支撑材料的所述至少部分降解时，弹簧膨胀以将活性药剂的所述部分释放到组织中。在一些实施例中，弹簧的膨胀迫使药剂进入到组织中。
在一些实施例中，第一部分包括第一材料并且第二部分包括第二材料，其中第一材料与第二材料不同。在一些实施例中，第一部分包括第一材料并且第二部分包括第二材料，其中第一材料和第二材料相同。
在一些实施例中，所述自扶正制品的平均密度大于1g/cm3。
在一些实施例中，第一材料和/或第二材料选自由以下组成的组：聚合物、陶瓷、金属、金属合金以及其组合。
在一些实施例中，金属选自由以下组成的组：不锈钢、铁碳合金、菲尔德金属、钨、钼、金、锌、铁和钛。在一些实施例中，陶瓷选自由以下组成的组：羟基磷灰石、氧化铝、氧化钙、磷酸三钙、氧化锆、硅酸盐和二氧化硅。在一些实施例中，聚合物选自由以下组成的组：聚己内酯、聚乳酸、聚乙二醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醚醚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、无定形聚醚酰亚胺和聚乙烯醇。
在一些实施例中，弹簧包括的弹簧常数的范围为100N/m到1500N/m。
在一些实施例中，支撑材料被配置为塞子，其中塞子可操作地联接到组织介接组件，并且其中塞子通过组织接合表面中的孔暴露于自扶正制品的外部。
在一些实施例中，提供了自扶正制品，其中弹簧定位在由第一部分包围的空间中，其中组织介接组件被配置为基本上沿自扶正制品的长轴延伸的投射体；其中组织介接组件在一端处可操作地联接到弹簧并且在另一端处可操作地联接到塞子，并且其中塞子定位在由第二部分包围的空间中并且被配置成使得第二部分防止处于至少部分压缩状态的弹簧通过组织介接组件将塞子推出组织接合表面中的孔。
在一些实施例中，组织介接组件被配置成在弹簧激活时刺穿塞子。
在一些实施例中，支撑材料被配置成呈具有主平面的平坦结构的形状并且可操作地联接到弹簧，并且其中平坦结构的主平面垂直于弹簧的长轴。在一些实施例中，支撑材料包括沿主平面并具有第一总表面积的第一表面，其中支撑材料包括第二表面，所述第二表面平行于沿主平面的第一表面并且具有不同于第一总表面积的第二总表面积，其中第一表面包括一个或多个空腔，并且其中第一总表面积大于第二总表面积。
在一些实施例中，支撑材料被配置成在自扶正制品内，使得进入自扶正制品的生物流体接触第一表面以引发支撑材料的所述至少部分降解；并且其中所述一个或多个空腔被配置成用于在支撑材料的所述至少部分降解之后的支撑材料的受控故障。
在一些实施例中，弹簧定位在由第一部分包围的空间中；其中支撑材料定位在第一部分与第二部分之间；其中支撑材料包括孔，组织介接组件基本上沿自扶正制品的长轴延伸穿过所述孔；其中组织介接组件被配置成呈投射体的形状，使得投射体的一端可操作地联接到弹簧，并且投射体的另一端定位在组织接合表面中的孔附近，使得投射体与孔之间存在距离；并且其中组织接合表面在第二部分上。
在一些实施例中，所述一个或多个空腔包围支撑材料中的孔。
在一些实施例中，支撑材料被配置成呈盘状。
在一些实施例中，所述支撑材料选自由以下组成的组：糖、淀粉、糖的衍生物、糖醇、麦芽糖、异麦芽酮糖醇、碳酸钙、锌、氯化钠、聚合物以及其组合。
在一些实施例中，所述自扶正制品包括一个或多个通孔，所述一个或多个通孔被配置成使得自致动组件与外部环境流体连通。在一些实施例中，所述一个或多个通孔定位在第一部分中。在一些实施例中，所述一个或多个通孔被涂层覆盖。
在一些实施例中，生物流体是胃液。
在一些实施例中，所述自扶正制品包括：自致动组件，所述自致动组件包括弹簧和被适配成将所述弹簧维持在至少部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；腔室，所述腔室包括液体活性药剂；以及组织介接组件，所述组织介接组件可操作地联接到所述自致动组件，所述组织介接组件包括入口、出口和流体连接到所述入口和所述出口的通道。
在一些实施例中，所述腔室被配置成在所述自致动组件激活时与所述入口流体连通。
在一些实施例中，当所述自扶正制品至少部分地由受试者的组织支撑时，所述自扶正制品在允许所述组织介接组件将所述活性药剂的至少一部分释放到所述组织中的方向上定向。
在一些实施例中，所述自扶正制品包括塞子，所述塞子与所述组织介接组件相关联，其中所述组织介接组件被配置成在所述自致动组件激活时刺穿所述塞子。
基于本说明书的教导，本领域的普通技术人员将理解，在一些实施例中，自致动组件可以在期望的时间被触发以致动(例如，在暴露于流体时，在特定的时间长度后，和/或一组特定的生理条件下)。
在一些实施例中，所述组织介接组件是可溶解的或可缩回的。
在一些实施例中，所述自扶正制品的平均密度大于1g/cm3。
在一些实施例中，所述支撑材料被配置为塞子并且其中所述塞子可操作地联接到所述组织介接组件。
在一些实施例中，所述组织介接组件被配置为基本上沿所述自扶正制品的长轴延伸的投射体。
在一些实施例中，其中所述支撑材料被配置在所述自扶正制品内，使得进入所述自扶正制品的所述生物流体接触第一表面以引发所述支撑材料的所述至少部分降解。在一些实施例中，所述支撑材料选自由以下组成的组：糖、淀粉、糖的衍生物、糖醇、麦芽糖、异麦芽酮糖醇、碳酸钙、锌、氯化钠、聚合物以及其组合。
在一些实施例中，所述自扶正制品包括一个或多个通孔，所述一个或多个通孔被配置成使得自致动组件与外部环境流体连通。
在一些实施例中，所述一个或多个通孔被涂层覆盖。
在一些实施例中，所述制品包括被配置成使所述组织介接组件缩回的组件。
在一些实施例中，所述制品包括能够刺穿组织的组织介接组件，其中此类组件是多层的，其中内层是水敏材料。
在一些实施例中，所述水敏材料包括明胶。
在一些实施例中，所述组织介接组件包括水流体不可渗透的外层，使得在触发后，所述组织介接组件的内层暴露于所述腔室中的所述流体，从而在所述流体穿过针之后机械地削弱所述组织介接组件的至少一部分。
在一些实施例中，所述制品包括组织介接组件，所述组织介接组件被配置成在与所述自扶正元件的塞子接触时缩回，由此在刺穿组织时在两侧露出水内层。
在一些实施例中，所述制品包括：外壳，所述外壳具有包括圆形横截面的外部形状，所述外壳限定第一轴线；致动机构，所述致动机构包括自致动组件，所述自致动组件包括第一弹簧组件和被适配成将所述第一弹簧组件维持在至少部分部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；腔室，所述腔室安置在所述外壳内，所述腔室包括液体活性药剂；以及组织介接组件，所述组织介接组件相对于所述外壳安置并且被配置成用于将液体从所述腔室转移到在受试者内部的位置处的所述管腔壁的组织的一部分，其中所述制品是自扶正的，从而具有几何中心和质量中心，所述质量中心沿着所述第一轴线在第一方向上从所述几何中心偏离。
在一些实施例中，当所述制品由所述管腔壁的组织支撑，同时被定向成使得所述质量中心从所述几何中心侧向偏移时，所述制品由于重力作用而经历外部施加的扭矩以将所述制品定向成所述第一轴线沿重力方向定向，使得所述组织介接组件与所述组织在所述受试者内部的所述位置处相互作用，并且在所述支撑材料至少部分降解时，所述致动机构作用于所述液体活性药剂，使得所述组织介接组件在所述受试者内部的所述位置处将所述液体活性药剂的至少一部分释放到所述组织中。
在一些实施例中，所述液体活性药剂和所述腔室被构造成和布置成使得当所述制品被定向成所述第一轴线沿重力方向定向并且所述组织介接组件与所述组织相互作用时，所述液体的所述质量中心相对于所述组织的表面安置在所述几何中心下方。
在一些实施例中，所述液体活性药剂和所述腔室被构造和布置成使得当所述制品被定向成所述第一轴线沿重力方向定向并且所述组织介接组件与所述组织相互作用时，所述液体的所述质量中心被安置成比所述制品的所述几何中心更靠近所述组织的表面。
在一些实施例中，所述腔室包括可移动壁，其中所述可移动壁被配置成从所述腔室排出液体活性药剂。
在一些实施例中，所述腔室包括圆柱形壁，并且其中所述腔室的所述可移动壁包括与所述圆柱形壁可滑动地接合的柱塞。
在一些实施例中，所述组织介接组件可操作地联接到所述自致动组件，所述组织介接组件包括入口、出口和流体连接到所述入口和所述出口的通道。
在一些实施例中，所述通道被配置成在所述激活机构激活时与包括液体活性药物成分的所述腔室流体连通。
在一些实施例中，所述组织介接组件形成或包括可操作地联接到所述第一弹簧组件的注射针，其中所述第一弹簧组件能够在所述支撑材料至少部分降解时从第一配置操作到第二配置，其中当所述第一弹簧组件处于所述第一配置时所述注射针保留在所述制品内，并且其中所述注射针被配置成通过所述第一弹簧组件从所述第一配置到所述第二配置的移动而从所述制品前进并进入所述管腔壁中。
在一些实施例中，当第一弹簧呈现所述第一配置和/或当第一弹簧呈现所述第二配置时，所述注射针延伸穿过所述腔室。
在一些实施例中，所述注射针包括组织穿透端、与所述组织穿透端相对的第二端部以及在所述组织穿透端与所述第二端部之间延伸的侧壁，所述侧壁包括侧孔，所述侧孔被安置成使得当所述第一弹簧组件处于所述第二配置时，在所述腔室与所述注射针的所述组织穿透端之间建立流体连通。
在一些实施例中，当所述第一弹簧组件处于所述第一配置时，所述侧孔定位在包括所述液体活性药剂的所述腔室外部。
在一些实施例中，所述腔室进一步包括与所述可移动壁相对地布置的端壁，其中所述端壁包括可穿透密封件，并且其中当所述第一弹簧组件呈现所述第一配置时，所述注射针的所述组织穿透端嵌入所述可穿透密封件中，并且其中当所述第一弹簧组件呈现所述第二配置时，所述注射针刺穿所述可穿透密封件。
在一些实施例中，所述致动机构包括可释放地保持处于压缩状态的第二弹簧组件，所述第二弹簧组件被配置成在所述第一弹簧组件从所述第一配置移动到所述第二配置时从所述压缩状态释放，以驱动所述可移动壁从所述腔室排出液体活性药剂。
在一些实施例中，所述第一弹簧组件与所述第二弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在所述第二弹簧组件内，其中所述第一弹簧组件与所述第二弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
在一些实施例中，致动组合件包括可释放地保持处于压缩状态的第三弹簧组件，所述第三弹簧组件被配置成当可排出液体活性药剂的全部或预定部分已经从所述腔室中排出时释放，所述第三弹簧组件的所述释放导致所述注射针相对于制品壳体缩回。
在一些实施例中，所述第三弹簧组件与所述第一弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在所述第一弹簧组件内，其中所述第三弹簧组件与所述第一弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
在一些实施例中，所述组织介接组件在致动/穿透之后至少部分可溶解或变软。
在一些实施例中，所述组织介接组件包括射流注射组件，并且其中所述第一弹簧组件被配置成以允许所述液体活性药剂穿透所述管腔壁的胃粘膜下层的穿透速度通过所述射流注射组件排出液体活性药剂。
当结合附图考虑时，从本发明的各种非限制性实施例的以下具体实施方式，本发明的其它优点和新颖特征将变得显而易见。如果本说明书和通过引用并入的文档包含冲突和/或不一致的公开内容，则以本说明书为准。
附图说明
将参考附图通过举例描述本发明的非限制性实施例，附图是示意性的并且不旨在按比例绘制。在图中，所展示的每个相同或几乎相同的组件通常由单个数字表示。为了清楚起见，未在每个图中标记每个组件，也未示出本发明的每个实施例的每个组件，其中说明对于本领域的普通技术人员理解本发明来说不是必需的。在这些附图中：
图1是根据一组实施例的自扶正系统的示意图；
图2是根据一组实施例的示例性自扶正系统的横截面示意图；
图3是根据一组实施例的自扶正系统的施用的示意性图示；
图4是根据一组实施例的示例性自扶正制品的示意图；
图5是根据一组实施例的示例性自扶正系统的横截面示意图；
图6是根据一组实施例的示例性自致动组件的横截面示意图；
图7是根据一组实施例的示例性自扶正系统的横截面示意图；
图8是根据一组实施例的支撑材料的示意性图示；
图9是根据一组实施例的支撑材料的示意性图示；
图10是根据一组实施例的自扶正系统的示意图；
图11是根据一组实施例的示例性自扶正系统的横截面示意图；
图12是根据一组实施例的示例性自扶正形状图的绘图；
图13是根据一组实施例的在000胶囊内部的示例性自扶正制品的照片；
图14是根据一组实施例的通过(预测的)计算机模型的进行扶正测试的自扶正制品速度的绘图；
图15是根据一组实施例的通过高速相机分析的自扶正制品扶正速度(多个)的绘图；
图16是根据一组实施例的通过高速相机分析的自扶正制品扶正速度(多个)的绘图；
图17是根据一组实施例的示例性自扶正制品的照片；
图18是根据一组实施例的与对照物(垫圈)相比呈0度、45度和90度取向的示例性自扶正制品的一系列X射线图像；
图19是根据一组实施例的猪GI中的一系列示例性自扶正制品的X射线照片；
图20是根据一组实施例的猪GI中的示例性自扶正制品的内窥镜检查；
图21是根据一组实施例的扶正的制品的部分的绘图；
图22是根据一组实施例的最大倾斜对形状的绘图；
图23是根据一组实施例的最大倾斜测试设备的照片；
图24是根据一组实施例的包括空气/水通孔的示例性自扶正制品的照片；
图25是根据一组实施例的包括附接到磁性物体的磁性部分的示例性自扶正制品的照片；
图26是根据一组实施例的自致动制品的示意性图示；
图27是根据一组实施例的示例性自致动制品的示意图、体内制品的照片以及根据一组实施例的制品相较于未压缩弹簧的照片；
图28是根据一组实施例的针对各种弹簧常数的力对位移的绘图；
图29是根据一组实施例的糖溶解的直径对时间的绘图；
图30是根据一组实施例的弹簧致动时间对直径的绘图；
图31是根据一组实施例的与弹簧相关联的示例性组织介接组件(例如，活检穿孔器)的照片和图；
图32是根据一组实施例的从弹簧相关的制品插入到体外组织，从而到达胃组织的肌肉层的针的组织学。
图33是根据一组实施例的组织介接组件的示意性图示；
图34A-34E是根据一组实施例的系统的示例性组装过程的示意性图示；
图35是根据一组实施例的示例性系统的示意性图示；
图36是根据一组实施例的速度对组织介接组件与组织接合表面之间的距离(例如，间隙尺寸)的绘图；
图37示出了根据一组实施例的示例性系统的自定向形状优化的计算结果；
图38是根据一组实施例的示例性自扶正系统的横截面示意图；
图39A是根据一组实施例的示例性系统的横截面示意性图示；
图39B是根据一组实施例的示例性系统的横截面示意性图示；
图39C是根据一组实施例的示例性系统的横截面示意性图示；
图39D是根据一组实施例的示例性系统的横截面示意性图示；
图39E是根据一组实施例的图39A所展示的示意图的一部分的特写视图；
图40A-40E根据一组实施例示出了：A)口服给药的液体注射自定向毫米级致动器(L-SOMA)将活性药物成分的调配物递送到胃粘膜下层中。系统首先朝向组织壁定向。接下来，激活基于水合作用的致动器，并且压缩弹簧将32G针推进到胃粘膜下层中。在针插入之后，第二弹簧注射药物负载。最后，包封脱离并被排泄。(B)L-SOMA系统致动前的显微CT扫描。(C)L-SOMA的CAD设计。(D)在摄取之后的L-SOMA的时间线。在基于水合作用的致动器溶解后，针弹簧膨胀并插入针。然后针柱塞触发剂量弹簧膨胀并递送液体调配物。(E)L-SOMA胶囊原型；
图41A-41N根据一组实施例示出了：以5000fps的高速摄影示出(A)具有和(B)不具有侧孔的L-SOMA将染料注射到0.3％琼脂糖凝胶中。侧孔允许液体行进穿过针并流出进入到靶向区域中。(C)胃中的示例性L-SOMA时间线。(D)致动进入到离体猪胃组织中并注射对比染料的L-SOMA的显微CT图像。(E)以不同的插入深度进入到离体猪胃组织中的170μL对比染料的受控注射。组织样品的平均厚度为7.0±1.3mm。以3mm或4mm插入到组织中允许针尖到达胃粘膜层。4.5mm的注射深度允许针尖到达胃粘膜下层。进一步插入到组织中靶向胃粘膜下层或肌层。由L-SOMA胶囊注射的80μL对比染料贮库的(F)俯视图和(G)侧视图，其中针插入长度为4.5mm。(H)在注射L-SOMA之前和(I)之后的固定猪胃组织的切片机图像，表明贮库被注射到粘膜下层。(J)表示注射后保留在组织中的对比染料百分比的绘图。值是使用显微CT图像的3D重构计算的。(K和L)在给定的针插入深度处将贮库注射到离体猪胃组织所需的力。(误差＝SD；4mm n＝11；4.5mm n＝9；5mm n＝18)。(M和N)在尝试使用具有10°背磨和>50°背磨的针将对比染料注射到离体猪胃组织中时，使给定柱塞体积移位所需的力。在使用>50°背磨针的实验中，如通过显微CT成像分析所测量的，没有染料进入组织；替代地，体积位移是由柱塞部件的压缩引起的。(误差＝SD；10°n＝20；>50°n＝5)。(**P<0.01；****P<0.0001)；
图42示出了根据一组实施例的示例性系统对水中液体的致动；
图43示出了根据一组实施例的示例性系统对水中液体的致动；
图44示出了根据一组实施例的示例性组织介接组件。
图45A-45J示出了根据一组实施例的在L-SOMA胶囊施用后的猪的组织学。(图45A-45C)使用(图45A)苏木精和曙红染色、(图45B)针对平滑肌肌动蛋白的免疫组织化学染色或(图45D)针对胰岛素的免疫组织化学染色的在LSOMA胰岛素注射后的离体猪胃的组织学。(图45D-45E)使用(图45D)苏木精和曙红染色或(图45E)针对平滑肌肌动蛋白的免疫组织化学染色的在L-SOMA施用绿色染料后的体内猪胃的组织学。(图45F-45J)分别对应于图像图45A-45E的加框部分的放大的组织学图像(A-E：比例尺＝1mm，F-J：比例尺＝250μm)；
图46A-46C示出了根据一组实施例的来自LSOMA注射的狗离体组织学。使用(A)苏木精和曙红染色、(B)针对胰岛素的免疫组织化学染色或(C)针对平滑肌肌动蛋白的免疫组织化学染色的在LSOMA胰岛素注射后的离体狗胃的组织学。比例尺＝1mm；
图47A-47N示出了根据一组实施例的单克隆抗体、肽和小分子药物在猪中的体内口服递送。在给药含有1mg重组人胰岛素的L-SOMA胶囊后的(A)血浆人胰岛素和(B)葡萄糖水平(n＝8)。血浆葡萄糖的阴性对照物是4mg灭活GLP-1类似物的L-SOMA递送(n＝4个动物重复实验)。(C-D)在给药含有4mg灭活GLP-1类似物的L-SOMA后的灭活GLP-1类似物的血浆水平。(n＝9)。仅在L-SOMA施用期间(0.25小时)接受麻醉的猪和在施用后两小时接受麻醉的猪都在图表上注明。在皮下给药1mg重组人胰岛素后的(E)血浆人胰岛素和(F)葡萄糖水平(n＝3)。(G-H)在皮下给药4mg灭活GLP-1类似物后的灭活GLP-1类似物的血浆水平。(n＝3)。(I)在给药含有4mg阿达木单抗的L-SOMA胶囊后的阿达木单抗的血清水平(n＝3)。在给药含有0.24mg肾上腺素的L-SOMA胶囊后的(J)血浆肾上腺素水平和(K)相关心率变化(n＝3)。心率变化的阴性对照物是含有0.24mg肾上腺素的内窥镜灌胃给药(n＝3)。(L)在皮下给药4mg阿达木单抗后的血清阿达木单抗水平(n＝3)。在肌内给药0.24mg肾上腺素后的(M)血浆肾上腺素水平和(N)相关心率变化(n＝3)。对于心率变化数据，时间0对应于装置致动或注射的时间。对于所有其它数据，时间0对应于装置施用的时间。黑色实线表示给定施用组的平均血糖或心率变化。所有其它线表示不同动物的给药或相隔至少三周给药的同一动物；
图48示出了根据一组实施例的注射测试机构设置。(上图)定制致动机构的计算机辅助设计，用于将针插入受控距离并注射确切量的流体。(下图)受控注射研究的实验装置。纹理分析仪向下推动柱塞，使液体注射到下方的猪胃组织中；
图49示出了根据一组实施例的在0.24mg肾上腺素注射后的猪的血糖变化。细线表示个体猪的概况，并且粗线表示平均值；
图50示出了根据一组实施例的在L-SOMA肾上腺素注射后的体内猪组织学。在L-SOMA注射后的猪胃的苏木精和曙红染色组织学。将L-SOMA装置注射在胃底或胃体中；
图51示出了根据一组实施例的灌胃给药的肾上腺素和阿达木单抗的药代动力学。通过内窥镜将溶解的阿达木单抗(4mg)或肾上腺素(0.24mg)给药到猪胃的管腔(n＝3个动物重复实验)；
图52示出了根据一组实施例的L-SOMA针缩回。设计用于在注射后缩回针的装置；
图53A-53B示出了根据一组实施例的液体调配物稳定性。将人胰岛素(HI)和塞马鲁肽(Semaglutide，Sema)调配物放置于L-SOMA或玻璃小瓶设备内，并在40℃和75％相对湿度环境中放置两周。然后测量(a)纯度损失和(b)高分子量蛋白质(HMWP)形成。(误差＝SD，n＝3个装置重复实验，**P<0.01，***P<0.001)。
具体实施方式
概述
通常提供自扶正制品，如用于施用于受试者的自扶正胶囊。在一些实施例中，所述自扶正制品可以被配置成使得所述制品可以相对于表面(例如，受试者的组织的表面)自身定向。本文所描述的所述自扶正制品可以包括被配置成与表面(例如，受试者的组织的表面)接合(例如，与表面介接、注射到表面中、锚固表面)的一个或多个组织接合表面。例如，所述自扶正制品可以放置在表面附近的任何取向处并且所述自扶正制品将(重新)自身定向，使得所述组织接合表面与所述表面接触(例如，直接接触)。在一些实施例中，所述自扶正制品可以具有例如实现所述制品的自扶正行为的特定形状和/或密度(或质量)分布。在一些此类实施例中，可以将含有所述自扶正制品的所述胶囊施用于受试者(例如，用于将所述自扶正制品递送到受试者内部的位置，如胃肠道)。在一些实施例中，所述自扶正可以包括组织介接组件和/或药剂(例如，用于将活性药剂递送到受试者内部的位置)。在一些情况下，在所述组织与所述制品的所述组织接合表面接触时，所述自扶正制品可以被配置成释放一个或多个组织介接组件。在一些情况下，所述组织介接组件与自致动组件相关联。例如，所述自扶正制品可以包括自致动组件，所述自致动组件被配置成在暴露于流体时从所述自扶正制品释放所述组织介接组件。在一些情况下，组织介接组件可以包括和/或与药剂相关联(例如，用于递送到受试者内部的位置)。
本文所描述的自扶正制品可以是有用的，例如，作为用于递送多种药剂的通用平台，否则由于GI道中的降解，所述多种药剂通常通过注射直接递送到组织中。在一些情况下，自扶正制品可以被配置成在期望的位置和/或在期望的时间和/或在期望的持续时间内向受试者递送药剂。在一些实施例中，本文所描述的自扶正制品可以用于递送传感器和/或进行活检，例如，无需内窥镜检查。在某些实施例中，本文所描述的自扶正制品可以用于将一个或多个制品锚固到组织的表面，例如，在GI道中。在一些情况下，本文所描述的自扶正制品可以用于直接向组织中提供电刺激。
有利地，在一些实施例中，本文所描述的自扶正制品和/或自致动组件可以用作用于递送多种药剂(例如，API)的通用平台，由于GI道中的降解，所述多种药剂通常通过注射直接递送到组织中。例如，自扶正制品可以能够在指定方向上将自身定位到组织壁(例如，允许装载的药物在扩散到血流中之前避免长时间穿过GI道流体)。在一些情况下，此制品可以充当一个平台，以使目前由GI道中的酶降解的药物以更高的生物利用度被吸收。另外，制品可以使如针柱塞、锚、传感器等机械和电机构能够直接在组织壁处致动和/或致动进入所述组织壁中。以此方式，在某些实施例中，制品可以充当将电子器件或其它制品递送到GI道中的媒剂。
在一些实施例中，组织介接组件(例如，与自致动组件相关联)可以包括相对高负载的活性药物成分(例如，药物)。例如，在某些实施例中，组织介接组件包括固体治疗剂(例如，固体API)和任选地支撑材料(例如，粘附剂，如聚合物)，使得相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以相对高的量(例如，大于或等于80wt％)存在于组件中。此类组织介接组件可以可用于递送API剂量(例如，递送到受试者)。有利地，在一些实施例中，与液体调配物相比递送所需API剂量所需的体积的减少允许在各种地方/组织(例如，舌头、GI粘膜组织、皮肤)中为各种药物创建固体针递送系统和/或减少和/或消除施加的外力以通过针中的小开口注射药物溶液。
在一些实施例中，制品不包括固体治疗剂(例如，制品包括液体治疗剂)。在一些情况下，生理相关剂量可以存在于单个组织介接组件中(例如，具有相对高的API负载)。
在示例性实施例中，自扶正制品可以包括组织介接组件和与组织介接组件相关联的自致动组件(例如，包括弹簧和/或支撑材料)。
如图1所展示的，在一些实施例中，系统100(例如，自扶正制品)包括组织接合表面150。虽然本文所描述的实施例是指单个组织介接表面，但在一些实施例中，可以存在两个或更多个组织介接表面。在某些实施例中，自扶正制品可以被设计成和被配置成使得组织接合表面接触表面(例如，在受试者内部的位置处的组织的表面，如受试者的胃表面)。在一些实施例中，系统100将自扶正(例如，将在不需要或不使用施加到自扶正制品的外力的情况下定向)使得组织接合表面150接触表面。在某些实施例中，自扶正制品被配置成使得基本上垂直于组织接合表面的轴优先地平行于重力方向对准。如本文更详细地描述的，自扶正制品可以被配置成使得基本上垂直于组织接合表面的轴能够在外部施加的扭矩下与竖直方向维持20度或更小的取向。在一些实施例中，自扶正制品被配置成使得组织介接组件的最长纵轴在自扶正时竖直的15度内定向。
不希望受理论束缚，自扶正制品可以被设计成由于自扶正制品内的密度(和/或质量)分布而自扶正。例如，在一些实施例中，系统100(例如，自扶正制品)包括第一部分110和第二部分115，第一部分和第二部分具有不同的密度和/或不同的质量。本文更详细地描述了自扶正制品的不同密度/质量。在某些实施例中，自扶正制品可以具有能够实现自扶正行为的特定形状。例如，如图1所展示的，系统100包括如系统100的外表面170所指示的单稳态形状(例如，单-单稳态形状、冈布茨(gomboc)型形状)。如本文所使用的，术语“单稳态”被赋予其在本领域中的普通含义，并且通常是指具有单个稳定静止定位(例如，平衡点)的三维形状。如本文所使用的术语“单-单稳态”被赋予其在本领域中的普通含义，并且通常是指具有单个稳定静止定位和单个不稳定静止定位的三维形状。举例来说，并且不希望受理论束缚，质量中心从几何中心偏移的球体通常被认为是单-单稳态形状。如本文所使用的，术语“冈布茨”被赋予其在本领域中的普通含义并且通常是指凸出的三维形状，当放置在平坦表面上时，具有单个稳定的平衡点(或取向)和单个不稳定的平衡点(或取向)。例如，并且不希望受理论束缚，当以不同于形状的单个稳定取向的任何取向放置在表面上时，那么冈布茨型形状将倾向于重新定向为其单一稳定取向。下文更详细地描述此类形状。
图2示出了示例性系统102的横截面视图。在一些实施例中，系统102包括自致动组件120。自致动组件120可以被配置成例如在暴露于特定流体时从系统102释放与自致动组件120相关联的组织介接组件130。例如，在一些情况下，自致动组件120包括弹簧125，使得在自致动组件致动时，弹簧125膨胀以通过孔140(与组织接合表面150相关联)将组织介接组件130推出系统102。在一些情况下，弹簧125包括支撑材料160，所述支撑材料将弹簧125维持在压缩下(例如，在至少5％压缩应变下)。在一些情况下，当支撑材料160和/或弹簧125暴露于流体时，弹簧可以被配置成释放至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％，包含其中的任何百分比)的弹簧储存的压缩能量(例如，使得组织介接组件130被释放)。在一些实施例中，弹簧与支撑材料相关联(例如，至少部分地由支撑材料包封，与支撑材料直接接触)。
在一些实施例中，孔(例如，图2的孔140)可以包括流体门(例如，塞子、涂层、屏障)。在一些情况下，流体门可以防止流体(例如，系统外部的流体)在孔处进入系统直到期望的时间。在某些实施例中，流体门包括屏障材料。合适的屏障材料的非限制性实例包含聚己内酯、热塑性弹性体、纤维素和硅酮的箔。屏障材料可以包括一种或多种疏水材料。在某些实施例中，屏障材料可以包括一种或多种亲水材料(例如，糖、PEG)。这些涂层的可能制造方法包含喷涂、浸涂、包裹、沉积或其它制造方法。本领域普通技术人员能够根据本说明书的教导选择合适的疏水和亲水材料作为屏障材料。
在某些实施例中，组织介接组件130包括活性药剂。在一些实施例中，活性药剂可以以相对高的量(例如，相对于组织介接组件的总重量，以大于或等于10wt％、大于或等于80wt％、或大于或等于90wt％API)存在于组织介接组件中。在一些情况下，本文所描述的自扶正制品可以施用于受试者，例如使得药剂被递送到受试者。例如，在一些情况下，可以将制品施用于受试者并且在受试者内部的位置处从制品释放药剂。本文更详细地描述了制品的施用和药剂的释放。
在一些实施例中，组织介接组件可以被配置成促进活性药剂(例如，液体活性药剂)从自扶正制品的腔室转移到受试者的组织中(在受试者内部的位置处)。例如，如图38所展示的，系统109包括自致动组件120，所述自致动组件包括弹簧125，使得在自致动组件致动时，弹簧125膨胀以通过孔140(与组织接合表面150相关联)将组织介接组件130推出系统109。在一些情况下，弹簧125包括支撑材料160，所述支撑材料将弹簧125维持在压缩下(例如，在至少5％压缩应变下)。在一些实施例中，系统109包括与弹簧125和腔室117相关联的组织介接组件130。在一些实施例中，腔室117包括活性药剂(例如，液体活性药剂)。在一些实施例中，在自致动组件120激活时，组织介接组件促进腔室117与系统109外部的环境和/或与组织接合表面150接触的组织之间的流体连通。
在一些实施例中，组织介接组件包括入口，所述入口与组织介接组件的出口流体连通。例如，在一些实施例中，组织介接组件(例如，如空心针之类的针)包括入口、出口和与入口和出口流体连通的流体通道。例如，如图38所展示的，系统109包括组织介接组件130，所述组织介接组件包括入口132和与入口132流体连通的出口134。在自致动组件120激活时，入口132可以与流体腔室117(例如，包括活性药剂和/或液体)流体连通。在一些实施例中，入口132与流体腔室117之间的流体连通促进流体从流体腔室117流过组织介接组件130，使其离开出口134。在一些实施例中，出口134可以与受试者的组织的表面介接，使得液体被注射到组织中。在一些实施例中，孔140可以包括塞子(例如，隔膜)，使得在自致动组件120激活时，组织介接组件130刺穿孔140中的塞子。
组织介接组件的通道不需要存在于组织介接组件的主体内，但在一些实施例中，可以是安置在组织介接组件的表面上的通道(例如，被配置成在自激活组件激活时促进流体腔室中的流体流动到受试者的组织)。在一些实施例中，流体通道安置在组织介接组件内。
在一些实施例中，组织介接组件可以包括被配置成穿透组织的第一端部(例如，组织穿透端)和与第一端部相对的第二端部。在一些实施例中，组织介接组件包括在第一端部与第二端部之间延伸的侧壁。
在一些实施例中，侧壁包括孔。例如，再次参考图38，组织介接组件130具有第一端部，所述第一端部包括出口134和组织介接组件130的侧壁中的孔32。在一些情况下，孔132可以被配置成使得当与腔室117流体连通时，安置在腔室117中的流体进入孔132并与出口134流体连通。
在一些情况下，当第一弹簧组件处于第一配置时，侧孔可以定位在包括液体活性药剂的腔室外部。在一些实施例中，当弹簧处于第二配置时，孔可以定位在腔室附近。
在一些实施例中，组织介接组件130不包括孔132。在一些实施例中，组织介接组件可以包括在组织介接组件的侧壁中的通道。通道可以具有任何合适的形状。例如，形状可以是任何合适的横截面形状，包含圆形、椭圆形、三角形、不规则形、梯形、正方形或矩形等。本领域普通技术人员能够基于本说明书的教导选择通道尺寸和/或形状。
下文更详细地描述了组织介接组件的形状和考虑因素。
在一些实施例中，在自致动组件激活之后的特定时间段之后，组织介接组件可以被配置成机械地削弱、降解和/或溶解。例如，在存在生物流体的情况下，组织介接组件的至少一部分可以包括机械弱化、降解和/或溶解的材料(例如，明胶)。
在一些实施例中，组织介接组件被配置成在自致动组件激活之后的特定时间段之后缩回。在一些实施例中，第一弹簧组件可在支撑材料至少部分降解时从第一配置操作到第二配置，其中当第一弹簧组件处于第一配置时注射针保留在制品内。在一些实施例中，组织介接组件被配置成从制品推进并进入到受试者的组织(例如，如管腔壁)中。例如，弹簧从第一配置到第二配置的移动使得组织介接组件接触和/或穿透与制品相邻的组织。
在一些实施例中，当第一弹簧呈现第一配置和/或当第一弹簧呈现第二配置时，组织介接组件延伸穿过腔室。
在一些实施例中，组织介接组件可以通过将弹簧从第二配置致动到第三配置而缩回，使得组织介接组件不再和与制品相邻的组织介接。
可以调整组织介接组件行进的距离、组织介接组件的形状、组织介接组件的长度和/或组织介接组件的出口的表面的角度以促进包括根据本文描述的活性药剂的流体的流动。
在一些实施例中，自致动组件可以包括第二支撑材料，所述第二支撑材料被配置成例如激活自致动组件的第二级，所述自致动组件被配置成与流体腔室介接。在一些实施例中，自致动组件可以促进流体从流体腔室排出(例如，通过向流体腔室施加压力)进入到组织介接组件的入口中。
在一些实施例中，流体腔室(例如，图38的腔室117)可以是流体隔离的，直到例如自致动组件的激活。在一些实施例中，在自致动组件激活时，流体腔室可以与组织介接组件的至少一部分(例如，组织介接组件的入口)流体连通。
在一些实施例中，腔室包括可移动壁。例如，在一些实施例中，可移动壁可以被配置成从腔室排出液体活性药剂。在一些实施例中，腔室包括腔室壁(例如，具有如圆柱形、方形等横截面形状)。在一些实施例中，腔室的可移动壁包括与腔室壁可滑动地接合的柱塞。在一些实施例中，腔室包括与可移动壁相对地布置的端壁部分。在一些实施例中，端壁包括可穿透密封件。在一些实施例中，当第一弹簧组件呈现第一配置时，组织介接组件的组织穿透端嵌入可穿透密封件中。在一些实施例中，当第一弹簧组件呈现第二配置时，组织介接组件刺穿可穿透密封件。
在一些实施例中，组织介接组件包括注射针。
在一些实施例中，致动机构(例如，如本文所描述的自致动组件)包括可释放地保持在压缩状态的第二弹簧组件。在一些实施例中，第二弹簧组件被配置成在第一弹簧组件从第一配置移动到第二配置时从压缩状态释放。例如，在一些情况下，从第一配置移动到第二配置的第一弹簧组件可以驱动可移动壁以从腔室排出液体活性药剂。
在一些实施例中，第一弹簧组件与第二弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在第二弹簧组件内(参见图52)。在一些实施例中，第一弹簧组件与第二弹簧组件同轴地布置，其中第一弹簧组件与第二弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
在一些实施例中，致动机构包括可释放地保持在压缩状态的第三弹簧组件。在一些实施例中，第三弹簧组件被配置成当可排出液体活性药剂的全部或预定部分已经从腔室中排出时释放。在一些实施例中，第三弹簧组件的释放导致组织介接组件相对于制品外壳缩回(例如，使得组织介接组件包含在制品内)。
在一些实施例中，第三弹簧组件与第一弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在第一弹簧组件内。在一些实施例中，第三弹簧组件与第一弹簧组件同轴地布置，其中第三弹簧组件与第一弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
在一些实施例中，如下文更详细的描述的，组织介接组件在致动/穿透之后至少部分可溶解和/或机械地变软。
在某些实施例中，组织介接组件包括射流注射组件(例如，用于使用高速流将液体射流注射到受试者的组织中)。在示例性实施例中，射流注射组件包括腔室，所述腔室包括聚合物部分。在某些实施例中，聚合物部分可以包括酸(例如，弱酸)和/或碱。在一些情况下，流体(例如，胃液)可以进入腔室以使其与酸和/或碱反应以形成气体。在一些情况下，腔室可以包括涂层(例如，使得流体不接触涂层溶解下的聚合物部分)。在另一个示例性实施例中，射流注射组件包括柱塞/活塞(例如，由与柱塞/活塞相关联的弹簧致动)使得从系统快速排出材料。
在一些实施例中，第一弹簧组件被配置成以一定穿透速度通过射流注射组件排出液体活性药剂，使得液体活性药剂穿透受试者内部位置的组织的至少一部分(例如，管腔壁的胃粘膜下层)。
在一些实施例中，将本文所描述的制品/系统施用于受试者(例如，口服)。在某些实施例中，系统可以口服、直肠、阴道、鼻或尿道施用。在某些实施例中，在到达受试者内部的位置(例如，胃肠道)后，支撑材料的至少一部分降解，使得弹簧延伸和/或组织介接组件与定位在受试者内部的组织介接(例如，接触、穿透)。在一些实施例中，受试者内部的位置是结肠、十二指肠、回肠、空肠、胃或食道。在一些实施例中，受试者内部的位置包括管腔(例如，具有管腔壁)。如上文和本文所描述的，在一些实施例中，活性药物成分可以在穿透定位在受试者内部的组织期间和/或之后释放。例如，本文所描述的制品和/或系统可以适于摄取到受试者的管腔中(例如，用于在管腔处递送活性药剂)。在一些情况下，这种管腔可以具有与管腔相关联的管腔壁(例如，使得活性药剂被注射/递送到管腔壁)。
举例来说，并且不希望受这样一组示例性实施例的限制，系统可以口服施用于受试者，其中在一些情况下，其行进到受试者的胃，下沉到受试者的胃底部，并且系统自扶正，使得系统的组织接合表面接触胃组织(例如，系统至少部分地由胃组织支撑)。例如，如图3示意性地所展示的，示例性系统100可以施用于受试者(例如，口服)，使得系统100进入受试者的胃肠系统198。系统100可以行进穿过胃肠系统198直到到达受试者的胃199(系统100a)。在一些实施例中，系统100可以下沉到胃199(系统100b)的底部以使其接触胃199的表面。在某些实施例中，系统100自扶正(系统100c)使得系统100的组织接合表面150接触胃199的表面，并且系统100自致动使得组织介接组件130与受试者内部位置处的组织(胃199的表面)介接。虽然图3展示了组织介接组件与胃199的表面的介接，但是本领域普通技术人员将理解，基于本说明书的教导，组织介接组件可以接触胃表面下的包含例如粘膜、粘膜下层和/或肌肉组织层的一层或多层(或受试者内部的其它位置)。
在一些情况下，如本文所描述的，系统100的自扶正可以由重力驱动(例如，作用在系统100的质量中心上)。在期望的时间段之后，在一些实施例中，系统100脱离(例如，组织介接组件130溶解和/或被释放)并离开胃199(系统100d)。上文的描述并不意味着限制并且本领域普通技术人员将理解系统与受试者的胃肠系统之间的其它相互作用也是可能的，如本文所描述的。在一些实施例中，系统100是单稳态体，如下文更详细描述的。
在示例性实施例中，如本文所描述的自扶正制品(或系统)包括：外壳，所述外壳具有包括圆形横截面的外部形状，所述外壳限定第一轴线；致动机构，所述致动机构包括自致动组件，所述自致动组件包括第一弹簧组件和被适配成将所述第一弹簧组件维持在至少部分部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；以及腔室，所述腔室安置在所述外壳内，所述腔室包括液体活性药剂。在一些实施例中，所述组织介接组件相对于所述外壳安置并且被配置成用于将液体从所述腔室转移到在受试者内部的位置处的管腔壁的组织的一部分，
其中所述制品是自扶正的，从而具有几何中心和质量中心，所述质量中心沿着所述第一轴线在第一方向上从所述几何中心偏离。
以下描述提供了用于本文所描述的系统的自扶正、自致动和负载相对高API的组件的各种实施例。
自扶正
如上文所描述的，在一些实施例中，自扶正制品可以包括具有不同平均密度的两个或更多个部分，使得例如自扶正制品可以将自身定向为基本上垂直于表面(例如，与重力基本上正交的表面、如胃肠道壁等组织的表面)。在一些情况下，自扶正制品可以具有特定形状，例如，其能够实现制品的自扶正行为。在一些实施例中，自扶正制品可以安置(例如，包封)在胶囊中。在某些实施例中，自扶正制品不提供在胶囊中。在一些实施例中，可以将含有自扶正制品的胶囊施用于受试者(例如，用于将自扶正制品递送到受试者内部的位置，如胃肠道)。在一些实施例中，自扶正制品和/或胶囊可以包括药剂(例如，用于将活性药剂递送到受试者内部的位置)。
本文所描述的自扶正制品可以是有用的，例如，作为用于递送多种药物成分的通用平台，否则由于GI道中的降解，所述多种药剂通常通过注射直接递送到组织中。在一些实施例中，本文所描述的自扶正制品可以用于递送传感器和/或进行活检，例如，无需内窥镜检查。
有利地，自扶正制品可以能够在指定方向上将自身定位到组织壁(例如，允许装载的药物在扩散到血流中之前避免长时间穿过GI道流体)。如本文所描述的，在一些情况下，此制品可以充当一个平台，以使目前由GI道中的酶降解的药物以更高的生物利用度被吸收。另外，制品可以使如针柱塞、锚、传感器等机械和电机构能够直接在组织壁处致动和/或致动进入所述组织壁中。以此方式，在某些实施例中，制品可以充当将电子器件或其它制品递送到GI道中的媒剂。
在一些实施例中，自扶正制品可以具有特定的横截面形状。在某些实施例中，形状可以是任何合适的横截面形状，包含圆形、椭圆形、三角形、不规则形、梯形、正方形或矩形等。在某些实施例中，自扶正制品可以是非球形的。在一些实施例中，自扶正制品可以是单稳态体和/或具有仅一个稳定点(例如，自扶正制品可以在仅一个给定的取向上稳定地维持特定取向)。在示例性实施例中，自扶正制品具有冈布茨形状和/或包括冈布茨形组件。具有冈布茨形状的自扶正制品可以在从所述取向位移时自扶正到特定取向，而无需另外的力。在一些情况下，自扶正制品可以在流体(例如，粘度相对低的液体、粘度相对高的液体)中自扶正。有利地，描述了这样的形状，即自扶正制品可预测地且快速地定向自扶正制品，同时最小化由GI道内部的力引起的运动。在一些情况下，自扶正制品的至少一个表面包括平坦表面。例如，如图1和图2所展示的，在一些实施例中，组织接合表面150可以是平坦的。
再次参考图1，在一些实施例中，自扶正制品包括第一部分110和与第一部分110相邻的第二部分115，所述第二部分具有与第一部分不同的平均密度和/或与第一部分不同的质量。例如，在一些实施例中，自扶正制品包括第一部分和第二部分，所述第二部分与第一部分相邻，具有与第一部分不同的平均密度。例如，第一部分可以具有第一平均密度，并且第二部分可以具有不同于第一平均密度的第二平均密度。在一些实施例中，第一部分的平均密度与第二部分的平均密度的比率可以大于1:1、大于等于2:1、大于等于2.5:1、大于等于3:1、大于等于3.5:1、大于等于4:1、大于或等于4.5:1、大于或等于5:1、大于等于5.5:1、大于等于5.5:1、大于等于6:1、大于或等于6.5:1、大于或等于7:1、大于等于8:1、大于或等于9:1或大于或等于10:1。在某些实施例中，第一部分的平均密度与第二部分的平均密度的比率可以小于或等于15:1、小于或等于10:1、小于或等于9:1、小于或等于8:1、小于或等于7:1、小于或等于6.5:1、小于或等于6:1、小于或等于5.5:1、小于或等于5:1、小于或等于4.5:1、小于或等于4:1、小于或等于3.5:1、小于或等于3:1、小于或等于2.5:1、小于或等于2:1或小于或等于1.5:1。上述参考范围的组合是可能的(例如，大于或等于1:1且小于或等于15:1)。其它范围也是可能的。不希望受理论束缚，具有不同平均密度的第一部分和第二部分的自扶正制品可以使得自扶正制品相对于表面(例如，胃肠道壁)基本上维持特定取向。
在一些实施例中，第二部分的平均密度与第一部分的平均密度的比率可以大于1:1、大于等于2:1、大于等于2.5:1、大于等于3:1、大于等于3.5:1、大于等于4:1、大于或等于4.5:1、大于或等于5:1、大于等于5.5:1、大于等于5.5:1、大于等于6:1、大于或等于6.5:1、大于或等于7:1、大于等于8:1、大于或等于9:1或大于或等于10:1。在某些实施例中，第二部分的平均密度与第一部分的平均密度的比率可以小于或等于15:1、小于或等于10:1、小于或等于9:1、小于或等于8:1、小于或等于7:1、小于或等于6.5:1、小于或等于6:1、小于或等于5.5:1、小于或等于5:1、小于或等于4.5:1、小于或等于4:1、小于或等于3.5:1、小于或等于3:1、小于或等于2.5:1、小于或等于2:1或小于或等于1.5:1。上述参考范围的组合是可能的(例如，大于或等于1:1且小于或等于15:1)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，自扶正制品包括第一部分和第二部分，所述第二部分与第一部分相邻，具有与第一部分不同的质量。例如，第一部分可以具有第一质量，并且第二部分可以具有不同于第一质量的第二质量。在一些实施例中，第一部分的质量与第二部分的质量的比率可以大于1:1、大于等于2:1、大于等于2.5:1、大于等于3:1、大于等于3.5:1、大于等于4:1、大于或等于4.5:1、大于或等于5:1、大于等于5.5:1、大于等于5.5:1、大于等于6:1、大于或等于6.5:1、大于或等于7:1、大于等于8:1、大于或等于9:1或大于或等于10:1。在某些实施例中，第一部分的质量与第二部分的质量的比率可以小于或等于15:1、小于或等于10:1、小于或等于9:1、小于或等于8:1、小于或等于7:1、小于或等于6.5:1、小于或等于6:1、小于或等于5.5:1、小于或等于5:1、小于或等于4.5:1、小于或等于4:1、小于或等于3.5:1、小于或等于3:1、小于或等于2.5:1、小于或等于2:1或小于或等于1.5:1。上述参考范围的组合是可能的(例如，大于或等于1:1且小于或等于15:1)。其它范围也是可能的。不希望受理论束缚，具有不同质量的第一部分和第二部分的自扶正制品可以使得自扶正制品相对于表面(例如，胃肠道壁)基本上维持特定取向。
在一些实施例中，第二部分的质量与第一部分的质量的比率可以大于1:1、大于等于2:1、大于等于2.5:1、大于等于3:1、大于等于3.5:1、大于等于4:1、大于或等于4.5:1、大于或等于5:1、大于等于5.5:1、大于等于5.5:1、大于等于6:1、大于或等于6.5:1、大于或等于7:1、大于等于8:1、大于或等于9:1或大于或等于10:1。在某些实施例中，第二部分的质量与第一部分的质量的比率可以小于或等于15:1、小于或等于10:1、小于或等于9:1、小于或等于8:1、小于或等于7:1、小于或等于6.5:1、小于或等于6:1、小于或等于5.5:1、小于或等于5:1、小于或等于4.5:1、小于或等于4:1、小于或等于3.5:1、小于或等于3:1、小于或等于2.5:1、小于或等于2:1或小于或等于1.5:1。上述参考范围的组合是可能的(例如，大于或等于1:1且小于或等于15:1)。其它范围也是可能的。
如图4所展示的，系统100可以包括第一部分110和与第一部分110相邻的第二部分120。如本文所使用的，当一部分被称为与另一部分“相邻”时，其可以与所述部分相邻(例如，与其接触)，或者也可以存在一个或多个中间组件(例如，液体、中空部分)。与另一部分“直接相邻”的部分意味着不存在中间组件。
例如，再次参考图1，第一部分110可以占据具有第一平均密度和/或质量的自扶正制品的第一体积，并且第二部分115可以占据具有第二平均密度和/或质量的自扶正制品的剩余体积。在某些实施例中，返回参考图4，第一部分110可以占据自扶正制品的第一体积，第二部分115可以占据自扶正制品的第二体积，并且第三部分130可以是中空的和/或可以含有一个或多个(另外的)组件。
在一些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第一部分占据大于或等于1vol％、大于或等于5vol％、大于或等于10vol％、大于或等于20vol％、大于或等于25vol％、大于或等于30vol％、大于或等于40vol％、大于或等于45vol％、大于或等于50vol％、大于或等于55vol％、大于或等于60vol％、大于或等于65vol％、大于或等于70vol％、大于或等于75vol％、大于或等于80vol％、大于或等于90vol％或大于或等于95vol％。在某些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第一部分占据小于或等于99vol％、小于或等于95vol％、小于或等于90vol％、小于或等于80vol％、小于或等于75vol％、小于或等于70vol％、小于或等于60vol％、小于或等于55vol％、小于或等于50vol％、小于或等于45vol％、小于或等于40vol％、小于或等于30vol％、小于或等于25vol％、小于或等于20vol％、小于或等于10vol％或小于或等于5vol％。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1vol％且小于或等于99vol％、大于或等于40vol％且小于或等于60vol％0)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第二部分占据大于或等于1vol％、大于或等于5vol％、大于或等于10vol％、大于或等于20vol％、大于或等于25vol％、大于或等于30vol％、大于或等于40vol％、大于或等于45vol％、大于或等于50vol％、大于或等于55vol％、大于或等于60vol％、大于或等于65vol％、大于或等于70vol％、大于或等于75vol％、大于或等于80vol％、大于或等于90vol％或大于或等于95vol％。在某些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第二部分占据小于或等于99vol％、小于或等于95vol％、小于或等于90vol％、小于或等于80vol％、小于或等于75vol％、小于或等于70vol％、小于或等于60vol％、小于或等于55vol％、小于或等于50vol％、小于或等于45vol％、小于或等于40vol％、小于或等于30vol％、小于或等于25vol％、小于或等于20vol％、小于或等于10vol％或小于或等于5vol％。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1vol％且小于或等于99vol％、大于或等于40vol％且小于或等于60vol％0)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第三部分(例如，中空部分)占据大于或等于1vol％、大于或等于5vol％、大于或等于10vol％、大于或等于20vol％、大于或等于25vol％、大于或等于30vol％、大于或等于40vol％、大于或等于45vol％、大于或等于50vol％、大于或等于55vol％、大于或等于60vol％、大于或等于65vol％、大于或等于70vol％、大于或等于75vol％、大于或等于80vol％、大于或等于90vol％或大于或等于95vol％。在某些实施例中，相对于自扶正制品的总体积，第三部分占据小于或等于99vol％、小于或等于95vol％、小于或等于90vol％、小于或等于80vol％、小于或等于75vol％、小于或等于70vol％、小于或等于60vol％、小于或等于55vol％、小于或等于50vol％、小于或等于45vol％、小于或等于40vol％、小于或等于30vol％、小于或等于25vol％、小于或等于20vol％、小于或等于10vol％或小于或等于5vol％。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1vol％且小于或等于99vol％、大于或等于40vol％且小于或等于60vol％0)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，自扶正制品可以包括由第一部分占据的第一体积对由第二部分占据的第二体积的任何合适的比率。在某些实施例中，第一体积与第二体积的比率大于或等于1:100、大于或等于1:50、大于或等于1:25、大于或等于1:10、大于或等于1:8、大于或等于1:6、大于或等于1:4、大于或等于1:3、大于或等于1:2、大于或等于1:1.5、大于或等于1:1.1、大于或等于1:1、大于或等于1.1:1、大于或等于1.5:1、大于或等于2:1、大于或等于3:1、大于或等于4:1、大于或等于6:1、大于或等于8:1、大于或等于10:1、大于或等于25:1或大于或等于50:1。在某些实施例中，第一体积与第二体积的比率小于或等于100:1、小于或等于50:1、小于或等于25:1、小于或等于10:1、小于或等于8:1、小于或等于6:1、小于或等于4:1、小于或等于2:1、小于或等于1.5:1、小于或等于1.1:1、小于或等于1:1、小于或等于1:1.1、小于或等于1:1.5、小于或等于1:2、小于或等于1:4、小于或等于1:6、小于或等于1:8、小于或等于1:10、小于或等于1:25或小于或等于1:50。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1:100且小于或等于100:1、大于或等于1:10且小于或等于10:1、大于或等于1:2且小于或等于2:1)。其它范围也是可能的。其它体积比也是可能的。不希望受理论束缚，在一些实施例中，由第一部分占据的第一体积对由第二部分占据的第二体积的比率可以被选择使得自扶正制品的质量中心具有一个局部最小值。
在一些实施例中，自扶正制品被配置成直接施用于受试者(例如，没有包封在胶囊中)。在某些实施例中，自扶正制品被配置成和被布置成包封在具有壳(例如，图4的外表面170包括壳)的胶囊中。在一些此类实施例中，现在参考图4，自扶正制品可以包括第三部分130(例如，中空部分)。在某些实施例中，组织介接组件和/或活性药物成分可以安置在中空部分内。
在一些实施例中，胶囊是000胶囊或更小(例如，胶囊具有如USP中描述的形状或大小，包含但不限于000胶囊、00胶囊、0胶囊、1胶囊、2胶囊、3胶囊、4胶囊或5胶囊)。在某些实施例中，胶囊至少部分地包封自扶正制品的第一部分和第二部分。在一些实施例中，多个装置可以放置在胶囊内部。
在一些实施例中，尽管自扶正制品可以被配置成用于潜在包封在000胶囊中或更小的胶囊中，但自扶正制品不一定需要包封在此类胶囊中。在其中要施用自扶正制品的实施例中，如通过摄取自扶正制品，因此可以在没有包封的情况下施用自扶正制品。
在某些实施例中，自扶正制品可以包括在自扶正制品的外表面的至少一部分上的涂层。在某些实施例中，系统(例如，包括自扶正制品的系统)包括涂层(例如，安置在系统的至少一个表面上的膜)。在一些实施例中，涂层可以作为基于水或有机溶剂的聚合物系统、脂肪和/或蜡来施加。在某些实施例中，涂层包括聚合物、增塑剂、着色剂、溶剂、脂肪和蜡中的一种或多种。合适的脂肪和/或蜡的非限制性实例包含蜂蜡、巴西棕榈蜡、鲸蜡醇和鲸蜡硬脂醇。
用于涂层的合适聚合物的非限制性实例包含纤维素(例如，羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸羟乙基纤维素、乙基纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸偏苯三酸纤维素)、乙烯基(例如，聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)-聚(乙酸乙烯酯)共聚物、聚(乙烯醇)-聚(乙二醇)共聚物、聚(邻苯二甲酸乙酸乙烯酯)、二醇(例如，聚(乙二醇))、丙烯酸(例如，甲基丙烯酸氨基烷基共聚物)、其它碳水化合物(例如，麦芽糖糊精、聚葡萄糖)及其组合。
合适着色剂的非限制性实例包含天然颜料(例如，核黄素、β-胡萝卜素、胭脂红色淀)、无机颜料(例如，二氧化钛、氧化铁)、水溶性染料(FD&C黄色5号、FD&C蓝色2号)、FD&C色淀(FD&C黄色5号色淀、FD&C蓝色2号色淀)和D&C色淀(D&C黄色10号色淀、D&C红色30号色淀)。
合适的增塑剂的非限制性实例包含多元醇(例如，丙二醇、甘油、聚乙二醇)、乙酸酯(例如，三乙酸甘油、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯)、邻苯二甲酸酯(例如，邻苯二甲酸二乙酯)、甘油酯(例如，酰化甘油单酯)和油(例如，蓖麻油、矿物油)。
聚合物、增塑剂、着色剂、溶剂、脂肪和/或蜡可以以任何合适的量组合以形成涂层。涂层可以以任何合适的方法施加，包含例如浸涂和/或喷雾雾化。沉积涂层的其它方法也是可能的。
在一些实施例中，组织介接组件与自扶正制品相关联。组织介接组件的非限制性实例包含针(例如，不锈钢针、包括API的针)、活检穿孔器、微针(例如，包括API的微针)、投射体等。
在一些实施例中，组织介接组件包括弹簧致动组件。此类组织介接组件通常在2018年5月17日提交的题为“自扶正系统及相关组件和方法(SELF-RIGHTING SYSTEMS ANDRELATED COMPONENTS AND METHODS)”的共同拥有的国际专利申请第WO 2018/213600号中描述，所述申请以全文引用的方式并入本文中。例如，可以将包括组织介接组件(例如，针)的自扶正制品施用于受试者，使得自扶正制品定向在受试者内部的位置处，使得组织介接对手刺穿受试者内部的位置附近的组织。在一些此类改进中，并且与自扶正制品相关联的活性药物成分可以释放到组织中和/或接近组织。在一些实施例中，组织介接组件可以穿透组织。在一些实施例中，以大于或等于1mN且小于或等于20,000mN(例如，大于或等于10mN且小于或等于20mN、大于或等于10mN且小于或等于100mN、大于或等于100mN且小于或等于20,000mN、大于或等于5,000mN且小于或等于20,000mN)的力刺穿组织。
在某些实施例中，组织介接组件可以在自扶正制品内定向，使得在施用于受试者时，组织介接组件与受试者内部的组织(例如，GI粘膜组织)基本上正交(例如，在正交的15°内)对准。在一些实施例中，组织介接组件可以安置在自扶正装置的中空部分内，使得组织介接组件沿中空部分的纵轴从自扶正装置释放。例如，再次参考图2，自扶正制品的最长纵轴180可以在组织接合表面150的正交的15度内对准。在某些实施例中，最长纵轴180平行于组织介接组件130的长轴。在一些实施例中，组织介接组件130被释放(例如，在自致动组件120和/或弹簧125激活时)，使得弹簧125沿纵轴180膨胀和/或组织介接组件平行于纵轴180的方向行进。在一些此类实施例中，组织介接组件可以离开孔140并且在基本上平行于纵轴180的方向上进入受试者的组织。然而，在其它实施例中，组织介接组件不与受试者内部的组织基本上正交地对准。
在一些实施例中，自扶正制品的最长纵轴在自扶正时竖直的小于或等于15度、小于或等于10度、小于或等于5度、小于或等于2度或小于或等于1度内定向。在某些实施例中，自扶正制品的最长纵轴在大于或等于0.1度、大于或等于1度、大于或等于2度、大于或等于5度或大于或等于10度内定向。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1度且小于或等于15度)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，组织介接组件的最长纵轴在自扶正时竖直的小于或等于15度、小于或等于10度、小于或等于5度、小于或等于2度或小于或等于1度内定向。在一些实施例中，组织介接组件的最长纵轴在大于或等于0.1度、大于或等于1度、大于或等于2度、大于或等于5度或大于或等于10度内定向。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1度且小于或等于15度)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，中空部分的形状可以是圆柱形。其它形状也是可能的。
在示例性实施例中，组织介接组件包括多个微针。在另一个示例性实施例中，组织介接组件包括单个针。在又另一个示例性实施例中，组织介接组件包括活检组件(例如，活检钳口)。在一些情况下，组织介接组件可以包括锚固机构(例如，钩子、粘膜粘附剂)。下文更详细地描述组织介接组件。
如上文所描述的，在一些实施例中，第一部分包括具有第一平均密度的第一材料。在一些实施例中，第一材料和/或第二材料可以被选择以赋予第一部分和/或第二部分特定的质量和/或密度。
在一些实施例中，第一部分的平均密度小于或等于2g/mL、小于或等于1.8g/mL、小于等于1.6g/mL、小于或等于1.4g/mL、小于或等于1.2g/mL、小于或等于1g/mL、小于或等于0.8g/mL、小于或等于0.6g/mL、小于或等于0.4g/mL、小于或等于0.2g/mL、小于或等于0.1g/mL、小于或等于0.05g/mL或小于或等于0.02g/mL。在某些实施例中，第一部分的平均密度大于或等于0.01g/mL、大于或等于0.02g/mL、大于或等于0.05g/mL、大于或等于0.1g/mL、大于或等于0.2g/mL、大于或等于0.4g/mL、大于或等于0.6g/mL、大于或等于0.8g/mL、大于或等于1g/mL、大于或等于1.2g/mL、大于或等于1.4g/mL、大于或等于1.6g/mL或大于或等于1.8g/mL。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.01g/mL且小于或等于2g/mL、大于或等于0.6g/mL且小于或等于2g/mL)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，第二部分包括具有第二平均密度(例如，不同于第一平均密度)的第二材料。在一些实施例中，第二部分(例如，和/或第二材料)的平均密度小于或等于20g/mL、小于或等于18g/mL、小于等于16g/mL、小于或等于14g/mL、小于或等于12g/mL、小于或等于10g/mL、小于或等于8g/mL、小于或等于6g/mL、小于或等于4g/mL或小于或等于3g/L。在某些实施例中，第二部分的平均密度大于或等于2g/mL、大于或等于3g/mL、大于或等于4g/mL、大于或等于6g/mL、大于或等于8g/mL、大于等于10g/mL、大于等于12g/mL、大于或等于14g/mL、大于或等于16g/mL或大于或等于18g/mL。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于2g/mL且小于或等于20g/mL)。其它范围也是可能的。在一些实施例中，第二部分的平均密度可以处于上文在第一部分的上下文中描述的一个或多个范围内(例如，大于或等于0.6g/mL且小于或等于2g/mL)并且不同于第一部分的平均密度。
第一部分和第二部分可以被选择以具有任何合适的质量。在一些实施例中，第一部分的总质量(例如，包含第一部分内的所有组件)可以大于或等于20mg、大于或等于50mg、大于或等于75mg、大于或等于100mg、大于或等于200mg、大于或等于300mg、大于或等于400mg、大于或等于500mg、大于或等于750mg、大于或等于1g、大于或等于1.5g、大于或等于2g、大于或等于3g、大于或等于4g、大于或等于5g、大于或等于7g、大于或等于10g、大于或等于15g，包含介于20mg与15g之间的任何质量。在某些实施例中，第一部分的总质量可以小于或等于15g、小于或等于10g、小于或等于7g、小于或等于5g、小于或等于4g、小于或等于3g、小于或等于2g、小于或等于1.5g、小于或等于1g、小于或等于750mg、小于或等于500mg、小于或等于400mg、小于或等于300mg、小于或等于200mg、小于或等于100mg、小于或等于75mg、小于或等于50mg或小于或等于20mg，包含介于20mg与15g之间的任何质量。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50mg且小于或等于4g、大于或等于50mg且小于或等于15g)。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于20mg且小于或等于15g。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于20mg且小于或等于1g。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于300mg且小于或等于12g。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于100mg且小于或等于250mg。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于20mg且小于或等于15g。在一些实施例中，第一部分或第二部分的质量范围为大于等于1.5且小于或等于6.5g。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，第二部分的总质量(例如，包含第二部分内的所有组件)可以大于或等于50mg、大于或等于75mg、大于或等于100mg、大于或等于200mg、大于或等于400mg、大于或等于500mg、大于或等于750mg、大于或等于1g、大于或等于1.5g、大于或等于2g、大于或等于3g、大于或等于4g、大于或等于5g、大于或等于7g或大于或等于10g。在某些实施例中，第二部分的总质量可以小于或等于15g、小于或等于10g、小于或等于7g、小于或等于5g、小于或等于4g、小于或等于3g、小于或等于2g、小于或等于1.5g、小于或等于1g、小于或等于750mg、小于或等于500mg、小于或等于400mg、小于或等于200mg、小于或等于100mg或小于或等于75mg。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50mg且小于或等于4g、大于或等于50mg且小于或等于15g)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，第一材料和/或第二材料选自由以下组成的组：聚合物、陶瓷、金属及其组合(例如，金属填充的聚合物)。在一些情况下，第一材料和/或第二材料可以是生物相容的。在一些情况下，金属可以选自由以下组成的组：不锈钢、铁碳合金、菲尔德金属、钨、钼、金、锌、铁和钛。
在一些实施例中，陶瓷可以选自由以下组成的组：羟基磷灰石、氧化铝、氧化钙、磷酸三钙、硅酸盐、二氧化硅和氧化锆。
在某些实施例中，聚合物可以选自由以下组成的组：聚己内酯、聚乳酸、聚乙二醇、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚醚醚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、无定形聚醚酰亚胺和聚乙烯醇。
在示例性实施例中，第一材料包括金属并且第二材料包括聚合物。
自扶正制品通常具有几何中心(例如，几何体积的中心)。在一些实施例中，自扶正制品具有几何中心和质量中心，质量中心在沿着第一轴线的第一方向上从几何中心偏离。在一些实施例中，当制品由受试者(例如，管腔壁)的组织支撑,同时被定向成使得质量中心从几何中心侧向偏移时，制品由于重力作用而经历外部施加的扭矩以将制品定向成第一轴线沿重力方向定向。在一些此类实施例中，组织接合表面在受试者内部的位置处与组织相互作用(例如，使得组织介接组件可以与组织介接)。
在某些实施例中，可以选择第一部分和/或第二部分的密度、质量和/或体积，使得自扶正制品表现出自扶正行为。例如，在一些实施例中，自扶正制品的质量中心可以从几何中心偏移，使得通过穿过几何中心的轴悬浮的制品(具有从几何中心侧向偏移的质量中心)被配置成当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时与竖直方向维持20度或更小的取向。
在一些实施例中，当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时，自扶正制品与竖直方向维持20°或更小的取向。在某些实施例中，当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时，自扶正制品与竖直方向维持15°或更小、12°或更小、10°或更小、8°或更小、6°或更小、4°或更小或2°或更小的取向。在一些实施例中，当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时，自扶正制品与竖直方向维持大于或等于1°、大于或等于2°、大于或等于4°、大于或等于6°、大于或等于8°、大于或等于10°、大于或等于12°或大于或等于15°的取向。上述参考范围的组合也是可能的(例如，20°或更小且大于或等于1°)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，自扶正制品的特征可以在于在特定流体中从90°起具有特定自扶正时间。可以通过以下确定自扶正时间：将自扶正制品以90°放置在特定流体中，并允许自扶正制品返回到特定取向，在没有流体的情况下由自扶正制品以其它方式维持所述特定取向(例如，对应于制品的稳定平衡点(或取向)的取向)。
在某些实施例中，流体是油。在一些此类实施例中，自扶正制品在油中从90°起的自扶正时间小于或等于0.15秒、小于或等于0.1秒、小于或等于0.05秒或小于或等于0.02秒。在某些实施例中，自扶正制品在油中从90°起的自扶正时间大于或等于0.01秒、大于或等于0.02秒、大于或等于0.05秒、大于或等于0.1秒或大于或等于0.12秒。上述参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于0.15秒且大于或等于0.01秒)。其它范围也是可能的。在油中的自扶正时间是在系统/制品完全浸没的情况下确定的。
在一些实施例中，流体是胃液。在一些此类实施例中，自扶正制品在胃液中从90°起的自扶正时间小于或等于0.06秒、小于或等于0.05秒、小于或等于0.04秒、小于或等于到0.03秒或小于或等于0.02秒。在某些实施例中，自扶正制品在胃液中从90°起的自扶正时间大于或等于0.005秒、大于或等于0.01秒、大于或等于0.02秒、大于或等于0.03秒、大于或等于0.04秒或大于或等于0.05秒。上述参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于0.06秒且大于或等于0.005秒)。其它范围也是可能的。在胃液中的自扶正时间是在系统/制品完全浸没的情况下确定的。
在某些实施例中，流体是粘液。在一些此类实施例中，自扶正制品在粘液中从90°起的自扶正时间小于或等于0.05秒、小于或等于0.04秒、小于或等于0.03秒或小于或等于0.02秒。在某些实施例中，自扶正制品在粘液中从90°起的自扶正时间大于或等于0.005秒、大于或等于0.01秒、大于或等于0.02秒、大于或等于0.03秒、大于或等于0.04秒或大于或等于0.045秒。上述参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于0.05秒且大于或等于0.005秒)。其它范围也是可能的。在粘液中的自扶正时间是在系统/制品完全浸没的情况下确定的。
在一些实施例中，流体是水。在一些此类实施例中，自扶正制品在水中从90°起的自扶正时间小于或等于0.05秒、小于或等于0.04秒、小于或等于0.03秒或小于或等于0.02秒。在某些实施例中，自扶正制品在水中从90°起的自扶正时间大于或等于0.005秒、大于或等于0.01秒、大于或等于0.02秒、大于或等于0.03秒、大于或等于0.04秒或大于或等于0.045秒。上述参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于0.05秒且大于或等于0.005秒)。其它范围也是可能的。在水中的自扶正时间是在系统/制品完全浸没的情况下确定的。
在一些实施例中，自扶正制品包括一个或多个通孔(例如，以允许空气和/或流体流过自扶正制品)。在一些实施例中，自扶正制品包括与自扶正制品的至少一部分(例如，第一部分、第二部分)相关联的一个或多个(例如，两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个)通孔。在一些此类实施例中，通孔可以允许流体(例如，胃液)进入自扶正制品的至少一部分，使得例如自致动组件和/或弹簧暴露于流体(例如，使得自致动组件和/或弹簧致动)。例如，再次参考图2，系统102包括与自扶正制品的至少一部分(例如，第一部分110)相关联的通孔190。在一些情况下，通孔190可以与自致动组件120、支撑材料160和/或弹簧125流体连通。虽然本文将通孔描述为与自扶正制品的第一部分相关联，但在一些实施例中，基于本说明书的教导的本领域普通技术人员将理解一个或多个通孔可以与自扶正制品的第二部分相关联。
在一些实施例中，一个或多个通孔(例如，图2的通孔190)可以包括流体门(例如，塞子、涂层、屏障)。在一些情况下，流体门可以防止流体(例如，系统外部的流体)在通孔处进入系统直到期望的时间。在某些实施例中，流体门包括屏障材料。合适屏障材料的非限制性实例包含聚己内酯箔、热塑性弹性体、硅酮、纤维素的箔(例如，羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸羟乙基纤维素、乙基纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、乙酸偏苯三酸纤维素)、乙烯基(例如，聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)-聚(乙酸乙烯酯)共聚物、聚(乙烯醇)-聚(乙二醇)共聚物、聚(邻苯二甲酸乙酸乙烯酯)、二醇(例如，聚(乙二醇))、丙烯酸(例如，甲基丙烯酸氨基烷基共聚物)、其它碳水化合物(例如，麦芽糖糊精、聚葡萄糖)及其组合。屏障材料可以包括一种或多种亲水材料。屏障材料可以包括一种或多种疏水材料。本领域普通技术人员能够根据本说明书的教导选择合适的亲水或疏水材料作为屏障材料。在某些实施例中，所述一个或多个通孔中的至少一个(例如，至少一个、至少两个、所有通孔)不包括流体门(例如，通孔是打开的)。
在某些实施例中，自扶正制品不包括通孔。
在一些实施例中，自扶正制品可以具有特别大的横截面尺寸。在一些实施例中，自扶正制品的最大横截面尺寸小于或等于2.0cm、小于或等于1.8cm、小于或等于1.6cm、小于或等于1.4cm、小于或等于1.2cm、小于或等于1.1cm、小于或等于1cm、小于等于0.8cm、小于或等于0.6cm、小于或等于0.4cm或小于或等于0.2cm，包含小于2.0cm的任何尺寸(例如，0.1cm、0.3cm、0.5cm…1.7cm等等)。在某些实施例中，自扶正制品的最大横截面尺寸大于或等于0.1cm、大于或等于0.2cm、大于或等于0.4cm、大于或等于0.6cm、大于或等于0.8cm、大于或等于1cm、大于或等于1.2cm、大于等于1.4cm、大于或等于1.6cm、大于或等于1.8cm，包含大于0.1cm且小于或等于2.0cm的任何尺寸(例如，0.3cm、0.5cm…1.7cm、1.9cm等等)。上述参考范围的组合也是可能的(例如，小于或等于2cm且大于或等于0.1cm、小于或等于1.1cm且大于或等于0.1cm)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，可以将自扶正制品(例如，口服)施用于受试者。在一些此类实施例中，自扶正制品可以包括一种或多种活性药物成分。在某些实施例中，活性药物成分在受试者内部位置处(例如，在G.I.道内)释放。
在某些实施例中，一个或多个传感器可以与自扶正制品相关联。例如，在一些情况下，可以使用一个或多个传感器来确定自扶正制品的位置(例如，受试者内部的位置)和/或触发与自扶正制品相关联的一个或多个组织介接组件的致动。合适传感器的非限制性实例包含pH、气体、光、GPS、蓝牙、取向、接近度、热、流体等等。
在一些情况下，第一部分和/或第二部分中的一个或多个可以是磁性的。
在示例性实施例中，自扶正制品是可摄取的。根据某些实施例，可摄取的自扶正制品包括具有平均密度的第一部分、具有与第一部分的平均密度不同的平均密度的第二部分、以及用于携带用于在摄取制品的受试者内部释放的试剂的负载部分。在某些实施例中，自扶正制品至少包括第一部分，所述第一部分的平均密度大于1g/cm3。根据某些实施例，第一部分的平均密度与第二部分的平均密度之比大于或等于2.5:1。在某些示例性实施例中，自扶正制品包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括具有第一平均密度的第一材料，所述第二部分包括具有不同于第一平均密度的第二平均密度的第二材料。在某些实施例中，自扶正制品包括第一材料和不同于第一材料的第二材料，以及与自扶正制品相关联的活性药剂。根据一些实施例，第一材料的平均密度与第二材料的平均密度之比大于或等于2.5:1。在一些实施例中，自扶正制品的最大横截面尺寸小于或等于1.1cm。
在某些实施例中，制品具有几何中心和从几何中心偏移的质量中心，使得通过穿过几何中心的轴悬浮的制品(具有从几何中心侧向偏移的质量中心)由于轴周围的重力而经历0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩。根据一些实施例，自扶正制品被配置成包封在000或更小的胶囊中。在其它实施例中，自扶正制品未被包封。在某些实施例中，自扶正制品包括与自扶正制品相关联的组织介接组件。一些示例性实施例涉及基本上垂直于自扶正制品的组织接合表面的轴，所述轴被配置成当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时与竖直方向维持20度或更小的取向。根据一些实施例，自扶正制品具有最稳定、最低势能物理配置，并且在水中从最稳定配置从90度以任何取向偏移的自扶正时间小于或等于0.05秒。根据某些实施例，自扶正制品的阻塞率小于或等于1％(例如，小于或等于0.5％、小于或等于0.1％)。
某些示例性实施例涉及一种将药剂递送到受试者内部位置的方法。根据一些实施例，方法包括向受试者施用包括外壳和自扶正制品的胶囊，并且将自扶正制品定向在受试者内部的位置处，使得组织介接组件刺穿受试者内部的位置附近的组织。
组织锚固
在一些实施例中，制品(例如，自扶正制品)可以被配置成锚固到受试者内部的位置(例如，在受试者内部的位置处的组织)。如上文所描述的，在一些实施例中，自扶正制品可以包括一个或多个组织介接组件，所述组织介接组件包括一个或多个锚固机构(例如，钩子、粘膜粘附剂)。下文更详细地描述了钩子。下文更详细地描述了粘膜粘附剂。在示例性实施例中，在一些情况下，自扶正制品可以具有：垂直于制品的组织接合表面的纵轴，所述纵轴被配置成当0.09*10^-4Nm或更小的外部施加的扭矩作用时与竖直方向维持20度或更小的取向；以及至少一个与自扶正制品相关联的锚固机构。在另一个示例性实施例中，制品可以包括与支撑材料相关联(例如，至少部分地用其包封、与其直接接触)的弹簧(例如，使弹簧在至少5％压缩应变下通过支撑材料维持在至少部分部分压缩状态)和至少一个可操作地联接到弹簧的锚固机构。下文更详细地描述了弹簧和支撑材料。其它实施例也可能包括至少一个与自扶正制品和/或自致动组件相关联的锚固机构。
在一些实施例中，锚固机构包括钩子(例如，钩针)。例如，如图5所展示的，系统104包括第一部分110和第二部分115。在某些实施例中，组织接合表面150与第二部分115相关联。在一些情况下，系统104可以包括组织介接组件130，所述组织介接组件包括锚固机构135。在一些实施例中，锚固机构135可以是钩子。在某些实施例中，锚固机构135可以安置在系统104内部并在一组期望的条件下(例如，在受试者内部的特定位置处)(例如，通过孔140)释放。在某些实施例中，未在图5中描绘，钩子135可以安置在系统104的外表面上。
现在参考图6，在某些实施例中，系统106包括与自致动组件120(例如，包括弹簧125和/或支撑材料160)相关联的锚固机构135。在某些实施例中，在暴露于流体(例如，胃液)和/或在一组特定条件下(例如，胃肠道的生理条件下，如胃中)，自致动组件致动插入锚固机构进入到定位在受试者内部的组织中。
在一些实施例中，锚固机构(和/或包括锚固机构的制品)被配置成保留在受试者内部的位置处。例如，在一些实施例中，锚固机构在受试者内部的位置处与表面(例如，组织的表面)接合，使得其被保留在所述位置处。
有利地，包括本文所描述的一个或多个锚固机构的系统可以在受试者内部的位置处插入到组织的表面中，并且可以在相对高的施加力和/或相对高的取向变化下(例如，通过胃肠道施加的压缩力和/或在胃肠道内的高流速下)维持与组织的接触。在一些实施例中，本文所描述的系统基本上不阻挡胃肠道内(例如，幽门中)的孔口，例如，限制流动并实现更长的接触时间。在某些实施例中，胃肠道壁的自然补充可以允许本文所描述的系统的理想脱离和/或排出，而无需外科手术和/或内窥镜补救。
例如，在一些实施例中，锚固机构可以在受试者内部的位置处插入到组织的表面中并且在系统的以下取向变化下维持与组织的接触(例如，系统保持锚固)：大于或等于1度、大于或等于2度、大于或等于5度、大于或等于10度、大于或等于15度、大于或等于20度、大于或等于25度、大于或等于30度、大于或等于45度、大于或等于60度、大于或等于75度或大于或等于85度。在某些实施例中，系统可以在系统的以下取向变化下保持锚固：小于或等于90度、小于或等于85度、小于或等于75度、小于或等于60度、小于或等于45度、小于或等于30度、小于或等于25度、小于或等于20度、小于或等于15度、小于或等于10度、小于或等于5度、或小于或等于2度。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1度且小于或等于90度、大于或等于1度且小于或等于45度、大于或等于2度且小于或等于30度)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，系统(例如，包括锚固机构)被配置成在每个锚固机构正常施加力的以下法向保持力下保留在受试者内部的位置处：大于或等于0.002N、大于或等于0.004N、大于或等于0.006N、大于或等于0.008N、大于或等于0.01N、大于或等于0.012N、大于或等于0.014N、大于或等于0.016N、大于或等于0.018N、大于或等于0.02N、大于或等于0.025N、大于或等于0.03N、大于或等于0.04N、大于或等于0.05N、大于或等于0.1N、大于或等于0.15N、大于或等于0.2N、大于或等于0.25N、大于或等于0.3N、大于或等于0.35N、大于或等于0.4N、大于或等于0.5N、大于或等于0.6N、大于或等于0.7N、大于或等于0.8N或大于或等于0.9N。在一些实施例中，系统的每个锚固机构正常施加力的法向保持力小于或等于1N、小于或等于0.9N、小于或等于0.8N、小于或等于0.7N、小于或等于0.6N、小于或等于0.5N、小于或等于0.4N、小于或等于0.35N、小于或等于0.3N、小于或等于0.25N、小于或等于0.2N、小于或等于0.15N、小于或等于0.1N、小于或等于0.05N、小于或等于0.04N、小于或等于0.03N、小于或等于0.025N、小于或等于0.02N、小于或等于0.018N、小于或等于0.016N、小于或等于0.014N、小于或等于0.012N、小于或等于0.01N、小于或等于0.008N、小于或等于0.006或小于或等于0.004N。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.002N且小于或等于1N、大于或等于0.02N且小于或等于0.08N、大于或等于0.1N且小于或等于1N)。其它范围也是可能的。如本文所描述的法向保持力可以通过以下来确定：将系统的锚固机构插入到组织的表面(例如，离体猪胃)中至少0.9mm的穿透深度，并且然后在与组织的表面正交的方向上拉动系统，直到从组织移开系统。移开系统之前的最大力是法向保持力。
在一些实施例中，系统(例如，包括锚固机构)被配置成在每个锚固机构正常施加力的以下正交保持力下保留在受试者内部的位置处：大于或等于0.002N、大于或等于0.004N、大于或等于0.006N、大于或等于0.008N、大于或等于0.01N、大于或等于0.012N、大于或等于0.014N、大于或等于0.016N、大于或等于0.018N、大于或等于0.02N、大于或等于0.025N、大于或等于0.03N、大于或等于0.04N、大于或等于0.05N、大于或等于0.1N、大于或等于0.15N、大于或等于0.2N、大于或等于0.25N、大于或等于0.3N、大于或等于0.35N、大于或等于0.4N、大于或等于0.5N、大于或等于0.6N、大于或等于0.7N、大于或等于0.8N或大于或等于0.9N。在一些实施例中，系统的每个锚固机构正常施加力的正交保持力小于或等于1N、小于或等于0.9N、小于或等于0.8N、小于或等于0.7N、小于或等于0.6N、小于或等于0.5N、小于或等于0.4N、小于或等于0.35N、小于或等于0.3N、小于或等于0.25N、小于或等于0.2N、小于或等于0.15N、小于或等于0.1N、小于或等于0.05N、小于或等于0.04N、小于或等于0.03N、小于或等于0.025N、小于或等于0.02N、小于或等于0.018N、小于或等于0.016N、小于或等于0.014N、小于或等于0.012N、小于或等于0.01N、小于或等于0.008N、小于或等于0.006或小于或等于0.004N。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.002N且小于或等于1N、大于或等于0.02N且小于或等于0.08N、大于或等于0.1N且小于或等于1N)。其它范围也是可能的。如本文所描述的正交保持力可以通过以下来确定：将系统的锚固机构插入到组织的表面(例如，离体猪胃)中至少0.9mm的穿透深度，并且然后在与组织的表面平行的方向上向系统施加力(参见例如图64)，直到从组织移开系统。移开系统之前的最大力是正交保持力。
在一些实施例中，系统被配置成在小于或等于30度的取向变化和小于或等于1N的施加(例如，法向、正交)力的情况下保持锚固到定位在受试者内部的组织的表面。
在一些实施例中，系统包括两个或更多个锚固机构。在一些情况下，系统可以包括单个自扶正制品，所述自扶正制品包括两个或更多个锚固机构。在某些实施例中，系统包括两个或更多个自扶正制品，每个自扶正制品都包括一个或多个锚固机构。在某些实施例中，可以通过增加与系统相关联的锚固机构的数量来增加移开锚固机构所需的力(例如，法向保持力、正交保持力)。不希望受理论束缚，锚固机构之间的间距可以与系统的保持力(例如，法向保持力、正交保持力)有关。
在一些实施例中，系统的锚固机构之间的平均间距可以大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.4mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.2mm、大于或等于1.4mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.6mm、大于或等于1.8mm或大于或等于2mm。在某些实施例中，系统的锚固机构之间的平均间距可以小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.8mm、小于或等于1.6mm、小于或等于1.4mm、小于或等于1.2mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.3mm或小于或等于0.2mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于2.5mm、大于或等于1mm且小于或等于1.5mm)。其它范围也是可能的。
锚固机构可以具有任何合适的尺寸和/或形状。例如，在一些实施例中，包括锚固机构的组织介接组件的最大尺寸(例如，长度)可以小于或等于1cm、小于或等于0.8cm、小于或等于0.6cm、小于或等于0.5cm、小于或等于0.4cm、小于或等于0.3cm、小于或等于0.25cm、小于或等于0.23cm或小于或等于0.2cm。在某些实施例中，包括锚固机构的组织介接组件的最大尺寸(例如，长度)可以大于或等于0.15cm、大于或等于0.2cm、大于或等于0.23cm、大于或等于0.25cm、大于或等于0.3cm、大于或等于0.4cm、大于或等于0.5cm、大于或等于0.6cm或大于或等于0.8cm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.2cm且小于或等于1cm、大于或等于0.15cm且小于或等于1cm)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，锚固机构具有特定的锚固长度。举例来说，对于包括钩子的锚固机构，锚固长度对应于钩子的弯曲长度的最大横截面尺寸(例如，钩子的直径，不包含任何未弯曲部分)。在某些实施例中，锚固长度大于或等于10微米、大于或等于20微米、大于或等于23微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于34微米、大于或等于35微米、大于或等于40微米、大于或等于50微米、大于或等于60微米、大于或等于70微米、大于或等于80微米、大于或等于90微米、大于或等于100微米、大于或等于120微米、大于或等于140微米、大于或等于160微米、大于或等于180微米、大于或等于200微米或大于或等于225微米。在某些实施例中，锚固长度小于或等于250微米、小于或等于225微米、小于或等于200微米、小于或等于180微米、小于或等于160微米、小于或等于140微米、小于或等于120微米、小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于80微米、小于或等于70微米、小于或等于60微米、小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米或小于或等于20微米。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10微米且小于或等于250微米)。其它范围也是可能的。
在一些情况下，锚固机构可以被配置成具有最佳穿透深度(例如，锚固机构安置在定位在受试者内部的组织的表面下方的深度)。在一些实施例中，锚固机构的穿透深度大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.2mm、大于或等于1.4mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.7mm、大于或等于1.9mm、大于或等于2mm、大于或等于2.2mm、大于或等于2.4mm、大于或等于2.5mm、大于或等于3mm、大于或等于3.5mm、大于或等于4mm、大于或等于4.5mm或大于或等于5mm。在某些实施例中，锚固机构的穿透深度小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4.5mm、小于或等于4mm、小于或等于3.5mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2.4mm、小于或等于2.2mm、小于或等于2mm、小于或等于1.9mm、小于或等于1.7mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.4mm、小于或等于1.2mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.7mm或小于或等于0.6mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.5mm且小于或等于6mm、大于或等于0.9mm且小于或等于2.5mm)。其它范围也是可能的。不希望受理论束缚，组织的移位可以大于或等于锚固机构的穿透深度。仅通过举例的方式，并且在一组特定的实施例中，锚固机构可以使组织移位多达14mm以实现例如多达4mm的穿透深度。
有利地，包括本文所描述的锚固机构的系统可以在生理条件和流体流动(例如，暴露于以大约0.1米/秒流动的流体)下保留相对长的时间段。例如，在一些实施例中，包括锚固机构的系统保留在定位在受试者内部的组织的表面处，持续大于或等于1小时、大于或等于2小时、大于或等于4小时、大于或等于8小时、大于或等于12小时、大于或等于24小时、大于或等于2天、大于或等于3天、大于或等于5天、大于或等于7天或大于或等于10天。在某些实施例中，系统保留持续少于或等于14天、少于或等于10天、少于或等于7天、少于或等于5天、少于或等于3天、少于或等于2天、小于或等于24小时、小于或等于12小时、小于或等于8小时、小于或等于4小时或小于或等于2小时。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1小时且小于或等于14天)。其它范围也是可能的。在一些情况下，锚固机构可以被配置成在生理条件下和流体流动下保留相对非常长的时间段。例如，在某些实施例中，锚固机构可以保留在受试者内部的组织位置的表面处持续大于或等于1个月、大于或等于2个月、大于或等于3个月、大于或等于6个月或大于或等于1年。在一些实施例中，锚固机构可以保留在受试者内部的组织位置的表面处持续小于或等于2年、小于或等于1年、小于或等于6个月、小于或等于3个月或小于或等于2个月。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1小时且小于或等于2年、大于或等于1个月且小于或等于2年)。其它范围也是可能的。
本文所描述的锚固机构可以包括任何合适的材料。在一些实施例中，锚固机构材料是相对不可降解的。在某些实施例中，锚固机构可以被配置成在某个时间段内降解。在一些实施例中，锚固机构被配置成在被保留的情况下在上文所描述的一个或多个时间范围内降解。例如，在一些实施例中，锚固机构被配置成在大于或等于1小时、大于或等于2小时、大于或等于4小时、大于或等于8小时、大于或等于12小时、大于或等于24小时、大于或等于2天、大于或等于3天、大于或等于5天、大于或等于7天或大于或等于10天内降解(例如，使得系统不再保留在受试者内部的位置处)。在某些实施例中，锚固机构被配置成在少于或等于14天、少于或等于10天、少于或等于7天、少于或等于5天、少于或等于3天、少于或等于2天、小于或等于24小时、小于或等于12小时、小于或等于8小时、小于或等于4小时或小于或等于2小时内降解。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1小时且小于或等于14天)。其它范围也是可能的。在一些情况下，锚固机构可以被配置成在大于或等于1个月、大于或等于2个月、大于或等于3个月、大于或等于6个月或大于或等于1年内降解(例如，使得系统不再保留在受试者内部的位置处)。在一些实施例中，锚固机构可以在小于或等于2年、小于或等于1年、小于或等于6个月、小于或等于3个月或小于或等于2个月内降解。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1小时且小于或等于2年、大于或等于1个月且小于或等于2年)。其它范围也是可能的。
在一些情况下，锚固机构可以包括导电材料，如下文所描述的。
电刺激
在一些实施例中，本文所描述的系统、制品和方法可以用于在受试者内部的位置处提供电刺激。有利地，与包含例如内窥镜放置和/或电气装置安装的传统方法相比，本文所描述的系统可以口服施用(例如，在胶囊中)以向胃肠道提供临时电刺激。在一些实施例中，系统包括一个或多个锚固机构，其中至少一个锚固机构包括导电部分(例如，用于与受试者内部位置处的组织电连通)。此类系统可以可用于例如离子电渗(例如，在施加局部电流期间将API引入到受试者内部的组织中)。在本文所描述的系统被配置成用于离子电渗的某些实施例中，系统可以包括包含导电尖端的第一组织介接组件(例如，含在第一自扶正制品内)和被配置成接触但不穿透组织的第二组织介接组件(例如，钝圆柱体)(例如，含在第二自扶正制品中)。在一些实施例中，一个或多个电极可以与第一和/或第二组织介接组件电连通。
在一些实施例中，系统(例如，自扶正系统)包括两个或更多个组织介接组件。在某些实施例中，组织介接组件中的每个组织介接组件包括被配置成接触组织的组织接触部分。在一些情况下，组织接触部分可以是导电的。在某些实施例中，组织接触部分可以是电绝缘的。
在一些实施例中，组织接触部分包括第一导电部分和第二绝缘部分。在一些此类实施例中，导电部分可以被配置成用于与组织电连通并且绝缘部分可以被配置成不与组织电连通。
不希望受理论束缚，在一些实施例中，绝缘部分的长度可以被配置成防止与某些组织层电连通(例如，对于胃的肌肉刺激，长度可以对应于外部肌肉层(例如，2-4mm)，对于SI粘膜，长度可以是例如0.1-1mm)。在一些情况下，绝缘部分可以被配置成使得组织的胃肠液和/或粘液涂层不接触导电部分(例如，不希望受理论束缚，胃肠液和粘液涂层通常是导电的，并且因此在一些情况下可以防止电刺激到达下面的组织)。组织接触部分可以包括导电部分与绝缘部分的任何合适的比率。例如，在一些实施例中，导电部分以下列量存在于组织接触部分中：大于或等于组织介接组件的组织接触部分的总表面积的0.1％、大于或等于0.5％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于5％、大于或等于10％、大于等于20％、大于等于30％、大于等于40％、大于等于50％、大于等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％或大于或等于90％。在某些实施例中，导电部分以下列量存在于组织接触部分中：小于或等于组织介接组件的组织接触部分的总表面积的100％、小于等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于20％、小于或等于10％、小于或等于5％、小于或等于2％、小于或等于1％或小于或等于0.5％。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1％且小于或等于100％、大于或等于10％且小于或等于100％、大于或等于30％且小于或等于90％)。其它范围也是可能的。在一些实施例中，组织接触部分的尖端是导电的，并且组织接触部分的其余部分是绝缘的。
在某些实施例中，绝缘部分以下列量存在于组织接触部分中：大于或等于组织介接组件的组织接触部分的总表面积的10％、大于等于20％、大于等于30％、大于等于40％、大于等于50％、大于等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％或大于或等于90％。在某些实施例中，绝缘部分以下列量存在于组织接触部分中：小于或等于组织介接组件的组织接触部分的总表面积的100％、小于等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％或小于或等于20％。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10％小于或等于100％、大于或等于30％且小于或等于90％)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，系统包括如本文所描述的自扶正制品和至少一个组织介接组件，每个组织介接组件包括组织接触部分，所述组织接触部分被配置成用于接触与每个组织介接对手相关联的组织。在某些实施例中，系统包括两个或更多个本文所描述的自扶正制品，每个自扶正制品包括至少一个组织介接组件，每个组织介接组件包括被配置成用于接触组织的组织接触部分。例如，在一组示例性实施例中，单个自扶正制品可以施用于受试者，自扶正制品包括两个或更多个组织介接组件，其中电源可以放置成与所述两个或更多个组织介接组件电连通，使得电流可以施加到与组织介接组件的组织接触部分直接接触的组织。在另一组示例性实施例中，可以将两个(或更多个)自扶正制品施用于受试者，每个自扶正制品包括至少一个组织介接组件，其中电源可以放置成与自扶正制品电连通，这种经济适用于与来自每个自扶正制品的每个组织介接组件的组织接触部分直接接触的组织。其它组合也是可能的。本领域普通技术人员将理解如何基于本说明书的教导来选择自扶正制品、组织介接组件和组织接触部分的组合。
如本文所描述的，在一些实施例中，可以将包括自扶正制品和/或自致动制品的系统施用于受试者，其中系统包括安置在制品内的至少一个组织介接组件(例如，自写作制品和/或自致动制品)。系统可以被施用使得至少一个介接组件在受试者内部的位置处从制品释放和/或插入到组织中。在某些实施例中，可以施加电流(例如，由可已知与组织介接组件连通的电源产生)使得电流跨两个或更多个组织介接组件行进。在一些此类实施例中，组织介接组件不与组织电连通。
导电部分可以包括任何合适的导电材料。合适的导电材料的非限制性实例包含导电聚合物、银、铜、金、不锈钢、铂、锌和钢。其它导电材料也是可能的。
绝缘部分可以包括任何合适的电绝缘材料。适于绝缘材料的非限制性实例包含聚合物，如聚对二甲苯、聚己内酯和聚乙烯。其它绝缘材料也是可能的。
在一些情况下，导电材料和/或绝缘材料可以作为组织介接组件上的涂层提供。在某些实施例中，组织接触部分可以包括块状材料，所述块状材料包括导电和/或绝缘材料。
在一些实施例中，施加的电流(例如，在组织接触部分两端施加，用于电刺激组织)可以大于或等于0.001毫安、大于或等于0.01毫安、大于或等于0.1毫安、大于或等于0.5毫安、大于或等于1毫安、大于或等于5毫安、大于或等于10毫安、大于或等于50毫安、大于或等于100毫安或大于或等于250毫安。在某些实施例中，施加的电流可以小于或等于500毫安、小于或等于250毫安、小于或等于100毫安、小于或等于50毫安、小于或等于10毫安、小于或等于5毫安、小于或等于1毫安、小于或等于0.5毫安、小于或等于0.1毫安或小于或等于0.01毫安。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.001毫安且小于或等于500毫安、大于或等于0.1毫安且小于或等于10毫安)。其它范围也是可能的。可以使用任何合适的方式施加电流，包含例如外部电源(例如，电池)。
在某些实施例中，系统被配置成在大于或等于0.1N(例如，大于或等于0.6N)的力和/或大于或等于到30度的取向变化下保留在受试者内部的位置处，如上文所描述的。
自致动
通常提供自致动制品，所述自致动制品包含例如自致动组织介接组件，如自致动针、自致动锚固机构和/或自致动活检穿孔器。有利地，在一些实施例中，本文所描述的自致动制品可以用作用于递送多种药品的通用平台，由于GI道中的降解，所述多种药品通常通过注射直接递送到组织中。本文所描述的自致动制品还可以用于将本文所描述的传感器、电刺激、锚固系统递送到组织，和/或在不需要内窥镜检查的情况下进行活检。在一些实施例中，制品包括弹簧(例如，螺旋弹簧、波形弹簧、贝氏垫圈(Belleville washer)、梁、膜、具有特定机械恢复特性的材料)。本领域的普通技术人员将理解，术语弹簧并不旨在限于螺旋弹簧，而是通常涵盖任何可逆压缩材料和/或组件，其在释放施加在材料/组件上的压缩力之后，材料/组件在环境条件下(例如，处于压缩前材料/组件的长度的40％内、50％内、60％内、70％内、80％内、90％内、95％内或介于其之间的任何百分比)基本上恢复到材料/组件的未压缩长度。
在某些实施例中，术语自致动制品的弹簧可以提供作为或进一步包括膨胀组件。本领域的普通技术人员将理解术语延伸组件包括可逆和不可逆压缩材料，并且是在刺激和/或释放对膨胀组件的限制时，在至少一个方向上(例如，沿其长度)延伸的膨胀组件。在一些实施例中，膨胀组件包括用于膨胀气态体积膨胀组件的气态组合物(例如，小苏打和醋的混合物)。
在一些实施例中，弹簧和/或膨胀组件可以通过热膨胀、膨胀(例如，由于流体吸收)、气体驱动过程、气动过程、液压过程、电动机、磁机构、扭转弹簧机构、化学气体发生器和/或自催化反应在至少一个方向上延伸。在一组示例性实施例中，弹簧和/或膨胀组件可以在弹簧和/或膨胀组件暴露于流体(例如，胃肠液)时在至少一个方向上延伸。
在一些情况下，弹簧和/或膨胀组件可以由任何合适的激活机构激活(例如，在至少一个方向上延伸，恢复到组件的未压缩长度)。合适的激活机构的非限制性实例包含压力差的释放、电子定时器、光传感器、颜色传感器、酶传感器、电容、磁性、通过施加应力激活(例如，形状记忆材料)、外部激活(例如，施加磁场、施加光、与胃肠液(如胃酸)反应)及其组合。在一组示例性实施例中，弹簧和/或膨胀组件通过与胃肠液的相互作用(例如，反应)而被激活。
在一些情况下，激活机构使组织介接组件移位特定距离(例如，小于或等于10mm、小于或等于8mm、小于或等于6mm、小于或等于4mm、小于或等于2mm)和/或以特定力(例如，大于或等于0.1N、大于或等于0.3N、大于或等于0.5N、大于或等于1N、大于或等于1.5N)使其移位。
如图26所展示的，在一些实施例中，制品100包括弹簧110和与弹簧110相关联(例如，可操作地联接)的支撑材料120。在某些实施例中，支撑材料120在第一组条件下(例如，在环境条件下(例如，室温、大气压力和相对湿度))下将弹簧维持在压缩应变下。在一些实施例中，在不同于第一组条件的第二组条件下，支撑材料至少部分地从压缩应变释放(例如，支撑材料的至少一部分降解)弹簧。例如，在一些实施例中，第二组条件包括生理条件(例如，在生理流体如胃液中处于或约37℃)。
在一些情况下，弹簧110可以与支撑材料120相邻(例如，与其直接相邻)。如本文所使用的，当组件被称为与另一组件“相邻”时，其可以与所述组件直接相邻(例如，接触)，或者也可以存在一个或多个中间组件。与另一组件“直接相邻”的组件意味着不存在中间组件。在一些情况下，弹簧可以至少部分地嵌入支撑材料内。在某些实施例中，弹簧涂覆有支撑材料。
在某些实施例中，再次参考图26，制品100包括外壳170(例如，使得弹簧110至少部分地包封在外壳170内)。在一些情况下，支撑材料可以是涂层。在一些实施例中，支撑材料是可生物降解的涂层。在某些实施例中，涂层可以具有任何合适的厚度。例如，涂层的厚度可以大于或等于3mm、大于或等于4mm或大于或等于5mm。在某些实施例中，涂层的厚度可以小于或等于6mm、小于或等于5mm或小于或等于4mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于3mm且小于或等于6mm)。在某些实施例中，可生物降解的涂层在生理条件下至少部分降解。在一些情况下，支撑材料可以是脆性材料。合适的支撑材料的非限制性实例包含糖和/或聚合物(例如，聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇)。
支撑材料可以具有任何合适的横截面尺寸。在一些实施例中，支撑材料的平均横截面尺寸大于或等于0.1mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm或大于或等于5mm。在某些实施例中，支撑材料的平均横截面尺寸小于或等于10mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm或小于或等于0.5mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于10mm)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，支撑材料、弹簧和/或膨胀组件包括一种或多种材料，所述一种或多种材料被配置成(例如，在酸性环境中、在pH中性环境中、在水中、在碱性环境中)溶解、在生理温度下(例如，37℃)熔化、改变刚度(例如，响应于温度变化、响应于流体吸收)、热膨胀和/或改变形状(例如，响应于流体吸收，通过放气、通过泄漏)。
支撑材料
在一些实施例中，支撑材料定位在弹簧的远端(例如，在与组织介接组件相关联的弹簧的端部的相对端部)。
例如，如图7所展示的，系统108包括与支撑材料160相关联的弹簧125，所述支撑材料将弹簧125维持在压缩下(例如，在至少5％压缩应变下)。在一些实施例中，支撑材料160可以是定位在弹簧125的远端的圆盘的形式。在某些实施例中，弹簧125可以与支撑材料160(例如，盘)直接接触。在一些情况下，一个或多个另外层和/或组件可以定位在弹簧125与圆盘160之间。在一些实施例中，弹簧125可以至少部分地嵌入支撑材料160(例如，圆盘)中。
在某些实施例中，支撑材料包括塞子，所述塞子被配置成将弹簧维持在压缩状态下例如直到支撑材料溶解为止。如本文所使用的，术语“塞子”被赋予其在本领域中的普通含义并且通常是指被配置成阻塞的组件。在一组示例性实施例中，制品包括外壳和与外壳的至少一部分相关联的支撑材料。在某些实施例中，在外壳和支撑材料暴露于流体(例如，胃肠液)时，支撑材料分离并且与支撑材料直接相邻的弹簧释放其储存的能量的至少一部分(例如，使得组织介接组件从制品释放)。
在一些情况下，支撑材料可以呈圆盘的形式(例如，包括糖)。例如，支撑材料可以是具有与主平面正交的轴的圆盘，其中与圆盘的主平面正交的轴垂直于弹簧的长轴，使得支撑材料将弹簧维持在压缩状态。圆盘可以安置在制品内，使得例如流体可以与支撑材料相互作用，使得其可以溶解，从而释放弹簧。
支撑材料的其它配置也是可能的。
有利地，用于支撑材料的配置和/或材料可以允许调整支撑材料的溶解。在一些情况下，可以调整支撑材料的溶解，使得组织介接组件在期望的位置和/或在期望的时间从制品释放。在某些实施例中，支撑材料的几何形状(例如，形状、第一表面积与第二表面积的比率)可以被设计成和被配置成使得可以调整保持力/强度(例如，抵抗弹簧)。
支撑材料(例如，圆盘)可以包括任何合适的材料。合适材料的非限制性实例包含糖及其衍生物(例如，糖醇如异麦芽酮糖醇、糖混合物如乳脂糖)、淀粉、碳酸钙、锌、氯化钠和/或聚合物(例如，聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、焦碳酸二乙酯、水凝胶)。其它材料也是可能的。不希望受理论束缚，可以选择相对脆的支撑材料(例如，使得弹簧在支撑材料溶解时释放)。
支撑材料可以包括任何合适的形状。在一些实施例中，支撑材料具有圆柱形、椭圆形、球形、球体的截段、圆锥形、锥形(例如，锥形圆盘，如圆锥体的截段)、三角形、矩形、棱柱形、星形以及其组合。在某些实施例中，支撑材料具有圆盘形状(例如，锥形圆盘形状)。其它形状也是可能的。
在某些实施例中，支撑材料可以被配置成具有提供期望溶解曲线的特定架构。例如，在一些实施例中，支撑材料可以被配置成增强溶解曲线、具有受控故障模式(例如，在相对可预测的位置处断裂成小块)和/或提供支撑材料的结构完整性。
在图8所展示的示例性实施例中，支撑材料300包括孔310和一个或多个空腔320。不希望受理论束缚，支撑材料的空腔可以可用于控制表面积(例如，在溶解之前暴露于流体)和/或在支撑材料的至少部分溶解之后(例如，在暴露于流体之后)提供受控机械故障的位置。支撑材料可以包括任何合适数量的孔(例如，一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个孔)和/或任何合适数量的空腔(例如，一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或移动、八个或更多个、九个或更多个、十个或更多个空腔)，使得(例如，在暴露于如胃肠液之类的流体时)可以控制例如支撑材料的机械故障(例如，在一定量的时间内发生，如在暴露于流体后不到10分钟内)。
虽然图8描绘了多个空腔，其它结构也是可能的。在一些实施例中，支撑材料包括一个或多个空腔、一个或多个环和/或一个或多个孔。空腔、环和/或孔可以具有任何合适的形状。
在一些实施例中，支撑材料可以具有带第一总表面积的第一表面和带不同于第一总表面积的第二总表面积的第二表面。例如，如图9所展示的，支撑材料300包括具有第一表面的第一侧330和具有第二表面的第二侧340(例如，与第一侧330相对)。在一些实施例中，第一表面的总表面积大于或等于第二表面的总表面积。
图10示出了包括支撑材料300的示例性系统302，所述支撑材料包括多个空腔320并且与弹簧325相关联。
在一些实施例中，第一表面的第一总表面积大于或等于第二表面的第二总表面积的0.1倍、大于或等于0.2倍、大于或等于0.3倍、大于或等于0.4倍、大于或等于0.5倍、大于或等于0.6倍、大于或等于0.7倍、大于或等于0.8倍、大于或等于0.9倍、大于或等于1倍、大于或等于1.1倍、大于或等于1.2倍、大于或等于1.25倍、大于或等于1.3倍、大于或等于1.35倍、大于或等于1.4倍、大于或等于1.45倍、大于或等于1.5倍、大于或等于1.55倍、大于或等于1.6倍、大于或等于1.65倍、大于或等于1.7倍、大于或等于1.75倍、大于或等于1.8倍、大于或等于1.9倍或大于或等于2倍。在某些实施例中，第一总表面积小于或等于第二总表面积的2.5倍、小于或等于2倍、小于或等于1.9倍、小于或等于1.8倍、小于或等于1.75倍、小于或等于1.7倍、小于或等于1.65倍、小于或等于1.6倍、小于或等于1.55倍、小于或等于1.5倍、小于或等于1.45倍、小于或等于1.4倍、小于或等于1.35倍、小于或等于1.3倍、小于或等于1.25倍、小于或等于1.2倍、小于或等于1.1倍、小于或等于1倍、小于或等于0.9倍、小于或等于0.8倍、小于或等于0.7倍、小于或等于0.6倍、小于或等于0.5倍、小于或等于0.4倍、小于或等于0.3倍或小于或等于0.2倍。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1且小于或等于2.5、大于或等于1且小于或等于2.5、大于或等于1.4且小于或等于1.6)。其它范围也是可能的。本领域普通技术人员将理解，本文所描述的总表面积通常是指等效光滑表面的几何表面积，而与局部微米级和纳米级粗糙度无关。有利地，在暴露于如胃肠液之类的流体时(例如，与另一表面相比，暴露具有更大表面积的表面)，第一表面的总表面积与总表面积第二表面的这种比率可以通过由相邻弹簧施加的力和/或控制支撑材料的溶解/故障时间增加抵抗机械故障的强度。
在一些实施例中，支撑材料的一个或多个表面(例如，第一表面、第二表面)的粗糙度(例如，微米级粗糙度、纳米级粗糙度)和/或纹理可以增加或减少(例如，以改变支撑材料的溶解时间)。
在一些实施例中，支撑材料具有期望的机械特性(例如，使得弹簧相对快速地恢复其未压缩长度的至少一部分)。例如，在某些实施例中，支撑材料的临界应力可以大于或等于0.01N、大于或等于0.1N、大于或等于0.5N、大于或等于1N、大于或等于2N、大于或等于3N、大于或等于5N、大于或等于7N、大于或等于10N、大于或等于15N、大于或等于20N、大于或等于25N、大于或等于30N、大于或等于35N、大于或等于40N、大于或等于45N、大于或等于50N或大于或等于60N，包含其间的任何临界应力值。在某些实施例中，支撑材料的临界应力可以小于或等于70N、小于或等于60N、小于或等于50N、小于或等于45N、小于或等于40N、小于或等于35N、小于或等于30N、小于或等于25N、小于或等于20N、小于或等于15N、小于或等于10N、小于或等于7N、小于或等于5N、小于或等于3N、小于或等于2N、小于或等于1N、小于或等于0.5N或小于或等于0.1N，包含其间的任何临界应力值。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10N且小于或等于70N、大于或等于30N且小于或等于45N)。其它范围也是可能的。临界应力通常是支撑材料在裂化前所能承受的最大力(例如，由相邻弹簧施加)，并且可以通过计算临界应力来确定，其中：
Figure BDA0003284941500000451
其中σc是由弹簧施加的临界应力，γ是材料的表面能量，E是材料的杨氏模量，并且a是垂直于所施加的应力的表面积。在一些实施例中，支撑材料可以具有特性溶解时间。在某些实施例中，支撑材料的特性溶解时间小于或等于10分钟、小于或等于9分钟、小于或等于8分钟、小于或等于7分钟、小于或等于6分钟、小于或等于5分钟、小于或等于4分钟、小于或等于3分钟或小于或等于2分钟。在一些实施例中，支撑材料的特性溶解时间大于或等于1分钟、大于或等于2分钟、大于或等于3分钟、大于或等于4分钟、大于或等于5分钟、大于或等于6分钟、大于或等于7分钟、大于或等于8分钟或大于或等于9分钟。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1分钟且小于或等于10分钟)。其它范围也是可能的。特性溶解时间被确定为支撑材料在暴露于胃肠液后开始传播裂纹的时间。
*弹簧
在一些实施例中，支撑材料在第一组条件下将弹簧的至少一部分维持在至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少80％的压缩应变下。在某些实施例中，支撑材料在第一组条件下将弹簧的至少一部分维持在小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％、小于或等于25％、小于或等于20％、小于或等于15％或小于或等于10％的压缩应变下。
在某些实施例中，弹簧恢复(例如，在不到10分钟内、在不到5分钟内、在不到1分钟内、在不到30秒内、在不到10秒内、在不到5秒内、在不到1秒内、在不到0.1秒内、在不到0.01秒内)到的长度大于或等于施加之前和/或在不存在压缩应变(例如，通过支撑材料)的情况下的弹簧长度(例如，未压缩的弹簧长度)的10％、大于或等于20％、大于或等于30％、大于或等于40％、大于或等于50％、大于或等于60％、大于或等于70％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于95％、大于或等于98％或大于或等于99％，包含介于10％与99％之间的任何百分比。在一些实施例中，弹簧恢复到的长度小于或等于施加之前和/或在不存在压缩应变的情况下的弹簧长度的100％、小于或等于99％、小于或等于98％、小于或等于95％、小于或等于90％、小于或等于85％、小于或等于80％、小于或等于75％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％或小于或等于20％，包含介于20％与100％之间的任何百分比。有利地，如本文所描述的弹簧和支撑材料的用途可以实现例如与弹簧相关联(例如，可操作地联接)的组织介接组件(例如，针)的释放使得组织介接组件接触和/或穿透制品附近的组织。在说明性实例中，在一些实施例中，与弹簧相关联的针施用于受试者，使得在支撑材料降解时，弹簧恢复并且针被推入到制品附近的组织中，使得针穿透组织(例如，GI粘膜层)。在一些此类实施例中，活性药物成分可以通过组织介接组件递送到组织中。例如，在一些实施例中，制品包括活性药物成分，使得在受试者内部的位置处释放弹簧时，活性药物成分被释放(例如，进入到受试者内部的位置附近的组织中)。在其它实施例中，在弹簧由支撑材料释放时，可以进行活检(例如，通过组织介接组件，如活检装置)。再次参考图26，在一些实施例中，制品100包括与弹簧110相关联的组织介接组件115。本文更详细地描述了组织介接组件(例如，针、钩子、负载高API的组件)。
在某些实施例中，组织介接组件包括针、贴片或针(例如，微针)阵列、活检组件、钩子、粘膜粘附贴片或其组合。
在一些实施例中，弹簧包括弹性材料。在某些实施例中，弹簧包括选自由以下组成的组的材料：镍钛诺、金属、聚合物及其组合。
在某些实施例中，弹簧可以具有特定的弹簧常数。例如，在一些实施例中，弹簧的弹簧常数可以大于或等于100N/m、大于或等于150N/m、大于或等于200N/m、大于或等于250N/m、大于或等于300N/m、大于或等于350N/m、大于或等于400N/m、大于或等于450N/m、大于或等于500N/m、大于或等于600N/m、大于或等于700N/m、大于或等于800N/m、大于或等于900N/m、大于或等于1000N/m、大于或等于1100N/m、大于或等于1200N/m、大于或等于1300N/m或大于或等于1400N/m、小于或等于1500N/m、小于或等于1800N/m或大于或等于2000N/m，并且包含这些值之间的任何弹簧常数。在某些实施例中，弹簧的弹簧常数可以小于或等于2200N/m、小于或等于2000N/m、小于或等于1800N/m、小于或等于1500N/m、小于或等于1400N/m、小于或等于1300N/m、小于或等于1200N/m、小于或等于1100N/m、小于或等于1000N/m、小于或等于900N/m、小于或等于800N/m、小于或等于700N/m、小于或等于600N/m、小于或等于500N/m、小于或等于450N/m、小于或等于400N/m、小于或等于350N/m或小于或等于300N/m、小于或等于250N/m、小于或等于200N/m或小于或等于150N/m，包含这些值之间的任何弹簧常数。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100N/m且小于或等于500N/m、大于或等于100N/m且小于或等于1500N/m)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，与未压缩的弹簧长度相比，弹簧沿弹簧的纵轴(例如，由支撑材料)压缩了大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于或等于6mm、大于或等于7mm、大于或等于8mm、大于或等于9mm、大于或等于10mm、大于或等于12mm或大于或等于15mm。在某些实施例中，与未压缩的弹簧长度相比，弹簧沿弹簧的纵轴压缩了小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于9mm、小于或等于8mm、小于或等于7mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm或小于或等于2mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1mm且小于或等于5mm、大于或等于5mm且小于或等于10mm)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，弹簧被配置成释放期望量的弹簧储存的压缩能量(例如，在支撑材料暴露于流体如胃肠液时)。例如，弹簧和/或支撑材料可以暴露于流体，并且在支撑材料至少部分溶解时，弹簧至少部分释放储存的压缩能量，例如以使可操作地联接到弹簧的组织介接组件移位(例如，将其释放到定位在受试者内部的组织中)。例如，在一些实施例中，弹簧被配置成释放至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少80％的弹簧储存的压缩能量，包含这些值之间的任何百分比。在某些实施例中，弹簧被配置成(例如，在支撑材料暴露于如胃肠液等流体时)释放至少90％弹簧储存的压缩能量、至少92％的弹簧储存的压缩能量、至少94％的弹簧储存压缩能量、至少96％的弹簧储存压缩能量、至少98％的弹簧储存的压缩能量或至少99％的弹簧储存的压缩能量，包含这些值之间的任何百分比。在某些实施例中，弹簧被配置成释放小于或等于100％的弹簧储存的压缩能量、小于99％的弹簧储存的压缩能量、小于98％的弹簧储存压缩能量、小于96％的弹簧储存压缩能量、小于94％的弹簧储存的压缩能量或小于92％的弹簧储存的压缩能量或小于91％的弹簧储存的压缩能量。在一些实施例中，弹簧被配置成(例如，在支撑材料暴露于如胃肠液等流体时)释放小于或等于90％、小于或等于80％、小于或等于70％、小于或等于60％、小于或等于50％、小于或等于40％、小于或等于30％或小于或等于20％的弹簧储存的压缩能量，包含这些值之间的任何百分比。上述参考范围的组合也是可能的(例如，至少92％且小于98％的弹簧储存的压缩能量、至少94％且小于96％的弹簧储存的压缩能量、至少10％且小于或等于99％)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体和/或支撑材料的机械故障(例如，裂化、破裂)的任何合适的时间内释放弹簧储存的压缩能量。例如，在一些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的小于5毫秒、小于4毫秒、小于3毫秒、小于2毫秒、小于1毫秒、小于0.5毫秒或小于0.2毫秒内释放弹簧储存的压缩能量(例如，至少10％的储存压缩能量)。在某些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的大于0.1毫秒、大于0.2毫秒、大于0.5毫秒、大于1毫秒、大于2毫秒、大于3毫秒或大于4毫秒内释放弹簧储存的压缩能量。上述参考范围的组合也是可能的(例如，在小于5毫秒且大于1毫秒内，在小于2毫秒且大于0.1毫秒内)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体的不到10分钟内、不到9分钟内、不到7分钟内、不到5分钟内、不到3分钟内或不到1分钟内释放如本文所描述的弹簧储存的压缩能量(例如，至少10％的储存压缩能量)，包含这些值之间的任何时间。在一些实施例中，弹簧被配置成在大于30秒、大于1分钟、大于3分钟、大于5分钟、大于7分钟或大于9分钟内释放弹簧储存的压缩能量，包含在这些值之间的任何时间。上述参考范围的组合(例如，在小于10分钟且大于30秒内、在小于7分钟且大于5分钟内)。其它范围也是可能的。
上述参考范围的任何组合也是可能的。例如，在某些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体的10分钟内释放至少10％(例如，至少90％)的弹簧储存的压缩能量。在某些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体的30秒内释放至少10％(例如，至少90％)的弹簧储存的压缩能量。在一些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体的10分钟内释放小于或等于100％的弹簧储存的压缩能量。在某些实施例中，弹簧被配置成在将支撑材料暴露于流体的30秒内释放小于或等于100％的弹簧储存的压缩能量。
在某些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的5毫秒内释放至少10％(例如，至少90％)的弹簧储存的压缩能量。在某些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的0.1毫秒内释放至少10％(例如，至少90％)的弹簧储存的压缩能量。在一些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的5毫秒内释放小于或等于100％的弹簧储存的压缩能量。在某些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的0.1毫秒内释放小于或等于100％的弹簧储存的压缩能量。
弹簧可以具有任何合适的横截面尺寸。在一些实施例中，(未压缩的)弹簧的最大横截面尺寸大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于4mm或大于或等于5mm。在某些实施例中，(未压缩的)弹簧的最大横截面尺寸小于或等于10mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm或小于或等于2mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1mm且小于或等于10mm)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，将制品施用于受试者(例如，口服)。在某些实施例中，制品可以口服、直肠、阴道、鼻腔或尿道施用。在某些实施例中，在到达受试者内部的位置(例如，胃肠道)后，支撑材料的至少一部分降解，使得弹簧延伸和/或组织介接组件与定位在受试者内部的组织介接(例如，接触、穿透)。在一些实施例中，受试者内部的位置是结肠、十二指肠、回肠、空肠、胃或食道。在某些实施例中，受试者内部的位置处于颊空间中、静脉系统(例如，动脉)中、呼吸系统(例如，肺)中、肾系统中、泌尿系统中或胃肠系统中。如上文和本文所描述的，在一些实施例中，活性药物成分在穿透定位在受试者内部的组织期间和/或之后释放。
在一些实施例中，组织介接组件包括针并且组织用大于或等于1mN且小于或等于100mN(例如，大于或等于10mN且小于或等于20mN)的力穿透。在某些实施例中，组织介接组件包括多个微针并且组织用大于或等于100mN且小于或等于10N(例如，大于或等于1N且小于或等于2N、大于或等于100mN且小于或等于6N)的力穿透。
在一些情况下，并且如本文所描述的，制品可以被定向成使得组织介接组件的纵轴与定位在制品附近的组织正交(例如，在90°的小于或等于10％内、小于或等于5％内或小于或等于1％内)。在一些实施例中，本文所描述的自致动制品(例如，包括组织介接组件)可以与一个或多个自扶正制品相关联。合适的自扶正制品的非限制性实例通常在2018年5月17日提交的题为“自扶正系统及相关组件和方法”的共同拥有的国际专利申请第WO 2018/213600号中描述，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
在示例性实施例中，制品包括以下：外壳；至少部分地包封在外壳内的弹簧；与弹簧相关联的支撑材料，使得支撑材料在环境条件下将弹簧的至少一部分维持在至少5％压缩应变下；以及可操作地联接到弹簧的组织介接组件。在某些实施例中，制品包括组织介接组件和与组织介接组件相关联的弹簧，弹簧在至少5％压缩应变下通过支撑材料维持在至少部分压缩的状态。根据某些实施例中，弹簧被配置成在支撑材料的机械故障的0.1毫秒内释放至少10％(例如，至少90％)的弹簧储存的压缩能量。根据某些实施例，制品压缩与组织介接组件相关联的药剂。在一些实施例中，制品包括与组织介接组件相关联的自扶正制品。
针距和速度
在一些实施例中，如图11所展示的，如示例性系统300等自扶正系统包括组织接合表面350中的孔340附近的组织介接组件330。例如，再次参考图2，自致动组件120包括弹簧125，使得在自致动组件致动时，弹簧125膨胀以通过孔140(与组织接合表面150相关联)将组织介接组件130推出系统102。返回参考图11，在一些实施例中，组织介接组件330的尖端的端部335可以定位成使得其距组织接合表面具有特定距离310，d。不希望受理论束缚，组织介接组件的尖端的端部与组织接合表面之间的距离d越大，组织介接组件穿过组织接合表面(例如，并进入到定位在受试者内部的受试者组织中)的速度越大。例如，组织介接组件可以在行进的距离d上加速。有利地，距离d可以被选择为使得例如系统在自致动组件激活和/或组织介接组件与组织表面接合时维持与组织接触(例如，不会从组织反弹)。
在一些实施例中，系统被配置成使得组织介接组件在与受试者的组织冲击时的速度(例如，组织介接组件的尖端在其穿过组织接合表面时的速度)大于或等于0.1米/秒、大于或等于0.2米/秒、大于或等于0.5米/秒、大于或等于1米/秒、大于或等于1.5米/秒、大于或等于2米/秒、大于或等于5米/秒、大于或等于10米/秒、大于或等于12米/秒、大于或等于15米/秒、大于或等于20米/秒、大于或等于25米/秒、大于或等于50米/秒、大于或等于60米/秒、大于或等于70米/秒、大于或等于75米/秒、大于或等于80米/秒、大于或等于90米/秒、大于或等于100米/秒、大于或等于120米/秒或大于或等于150米/秒，包含这些值之间的任何速度。在某些实施例中，组织介接组件在与受试者的组织冲击时的速度小于或等于200米/秒、小于或等于150米/秒、小于或等于120米/秒、小于或等于100米/秒、小于或等于90米/秒、小于或等于80米/秒、小于或等于75米/秒、小于或等于70米/秒、小于或等于60米/秒、小于或等于50米/秒、小于或等于25米/秒、小于或等于20米/秒、小于或等于15米/秒、小于或等于12米/秒、小于或等于10米/秒、小于或等于5米/秒、小于或等于2米/秒、小于或等于1.5米/秒、小于或等于1米/秒、小于或等于0.5米/秒或小于或等于0.2米/秒，包含这些值之间的任何速度。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1米/秒且小于或等于80米/秒、大于或等于0.1米/秒且小于或等于25米/秒、大于或等于20米/秒且小于或等于80米/秒)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，组织介接组件的尖端(例如，在与受试者的组织接合之前)定位在距组织接合表面的以下距离处：大于或等于0mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1.0mm、大于或等于1.5mm、大于或等于2.0mm或大于或等于2.5mm，包含这些值之间的任何距离。在某些实施例中，组织介接组件的尖端定位在距组织接合表面的以下距离处：小于或等于3.0mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2.0mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.0mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.2mm或小于或等于0.1mm，包含这些值之间的任何距离。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0mm且小于或等于3mm、大于或等于0.1mm且小于或等于3.0mm)。其它范围也是可能的。
塞子和通孔
在一些实施例中，系统可以包括一个或多个通孔(例如，使得系统的至少一部分与外部环境流体连通)。例如，再次参考图2，系统102包括至少一个通孔190，使得例如自致动组件120与外部环境流体连通。在某些实施例中，系统102外部的流体通过通孔190进入并接触自致动组件102、支撑材料160和/或弹簧125(例如，使得弹簧延伸)。
在某些实施例中，系统的至少一部分可以与外部环境流体隔离。例如，再次参考图2，在一些情况下，孔140和/或通孔190可以包括流体门，如本文所描述的。在某些实施例中，流体门防止流体接触系统的一个或多个内部组件(例如，组织介接组件、自致动组件)直到期望的时间和/或位置。在一些实施例中，每个流体门可以相同或不同。例如，与孔140相关联的流体门可以在第一组条件和/或速率下溶解，并且与通孔190相关联的流体门可以在第二组条件和/或速率下溶解，所述第二组条件和/或速率不同于第一组条件和/或速率。在示例性实施例中，与孔140相关联的流体门可以包括疏水材料并且与通孔190相关联的流体门可以包括可溶解材料。其它组合也是可能的。
在一些情况下，流体门可以是塞子。在一些情况下，流体门可以防止流体(例如，系统外部的流体)在孔和/或通孔处进入系统直到期望的时间。在某些实施例中，流体门包括屏障材料。合适的屏障材料的非限制性实例包含聚己内酯、热塑性弹性体、纤维素和硅酮的箔。屏障材料可以包括一种或多种疏水材料。本领域普通技术人员能够根据本说明书的教导选择合适的疏水材料作为屏障材料。
在一些实施例中，流体门可以包括可溶解材料(例如，流体门溶解使得流体在受试者内部的期望时间和/或位置进入系统)。合适的可溶解材料的非限制性实例包含糖和聚乙烯醇。
在某些实施例中，流体门可以包括基本上不可溶解的材料(例如，材料在例如在少于7天内、少于3天内、少于24小时内在胃肠环境中的生理条件下不溶解)。在一些此类实施例中，不可溶解材料可以具有合适的机械特性，使得组织介接组件在从系统释放时可以穿透不可溶解材料的至少一部分。
现在参考图35，在一些实施例中，流体门可以存在于孔140中，使得组织介接组件不与外部环境流体连通(例如，直到塞子的溶解/去除)。
流体隔离的隔室
在一些情况下，本文所描述的系统可以包括两个或更多个流体隔离的组件。例如，在一些实施例中，系统的两个或更多个部分可能不处于流体连通。
再次参考图2，在一些实施例中，第一部分110和第二部分115不处于流体连通。在某些实施例中，自致动组件120可以与组织介接组件130流体隔离(例如，不与所述组织介接组件流体连通)。有利地，在一些情况下，具有两个或更多个流体隔离的组件可以允许溶解和/或致动一个组件而不溶解和/或激活另一组件。举例来说，在示例性实施例中，组织介接组件130可以与自致动组件120流体隔离，使得在自致动组件120暴露于流体时，自致动组件120致动(例如，弹簧125膨胀)而不将组织介接组件130暴露于流体。例如，组织介接组件可以包括在暴露于流体时将至少部分溶解的API。有利地，防止组织介接组件暴露于流体(例如，保护组织介接组件)直到期望的时间(例如，在从系统中释放之后)可以防止API在插入受试者的组织之前过早溶解和/或可以维持组织介接组件的机械完整性。
在一些实施例中，支撑材料(例如，与弹簧相关联的支撑材料)被配置成使得自致动组件(例如，支撑材料(弹簧)的第一表面)的至少一部分不与组织介接组件流体连通。换句话说，在一些情况下，支撑材料可以充当此自致动组件与组织介接组件之间的屏障(例如，流体屏障)。例如，再次参考图7，在一些实施例中，系统108的一部分122不与组织介接组件130流体连通。在一些此类实施例中，部分122可以暴露于流体，使得支撑材料160的至少一部分溶解而组织介接组件130不与流体接触。
组装过程
在一些实施例中，系统可以被组装成使得自致动组件(例如，包括弹簧和支撑材料)和组织介接组件彼此相关联。例如，如图34A-34E所展示的，系统的底部部分和顶部部分可以沿1-D轴固定。在一些实施例中，底部部分在其中心孔处保持处于适当位置，并且顶部部分通过例如直接钻在顶部中心的孔而被保持处于适当位置。在某些实施例中，支撑材料放置在底部部分的顶部上，并且已经在保持器内部的组织介接组件可以放置在支撑材料的顶部。在一些情况下，弹簧然后可以放置在支撑材料的顶部上。在一些情况下，可以使用对准销，所述对准销可以穿过顶部部分和弹簧放置。在一些情况下，顶部部分和底部部分然后可以一起移动，直到其卡扣在一起、压配合或螺纹连接在一起。在一些实施例中，然后可以去除对准销。组装组件的其它方法也是可能的。
高API
在一些实施例中，如上文和本文所描述的，系统包括一种组件(例如，组织介接组件)，所述组件包括固体治疗剂(例如，固体API)和第二材料(例如，用于固体API的支撑材料，如粘附剂和/或聚合物)，使得相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以大于或等于10wt％的量存在于组件中。此类组织介接组件可以可用于递送API剂量(例如，递送到受试者)。有利地，在一些实施例中，与液体调配物相比递送所需API剂量所需的体积的减少允许在各种地方/组织(例如，舌头、GI粘膜组织、皮肤)中为各种药物创建固体针递送系统和/或减少和/或消除施加的外力以通过针中的小开口注射药物溶液。在一些情况下，生理相关剂量可以存在于单个组织介接组件中(例如，具有相对高的API负载)。
在某些实施例中，API是基本上固体的(例如，粉末、压缩粉末、结晶固体、无定形固体)，即，固体治疗剂。在一些实施例中，API可以呈液体形式。在某些实施例中，API可以是
在一些实施例中，组织介接组件包括针、活检组件、投射体、多个微针、钩子、粘膜粘附贴片或其组合。在某些实施例中，如本文和上文所描述的，组织介接组件被配置成穿透组织(例如，皮肤、舌头、GI道的组织，如GI粘膜组织)。在一些实施例中，组织用大于或等于1mN且小于或等于20N(例如，大于或等于10mN且小于或等于20mN、大于或等于1mN且小于或等于100mN、大于或等于20mN且小于或等于1N、大于或等于1N且小于或等于20N、大于或等于10N且小于或等于20N)的力刺穿。
有利地，包括相对高的API负载(例如，相对于组件的总重量大于或等于10wt％)的包括针和/或多个微针的组织介接组件可以显著减少针的数量和/或与传统微针相比，递送特定API剂量所需的微针阵列的整体大小(例如，通常包括小于10wt％的负载和/或需要数千到数万微针量级的多个微针以提供类似的剂量)。
在一些实施例中，组织介接组件具有特定的最大尺寸(例如，长度)。在某些实施例中，组织介接组件的最大尺寸大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、大于或等于5mm、大于或等于7mm、大于或等于10mm、大于或等于12mm、大于或等于15mm、大于或等于20mm、大于或等于25mm、大于或等于30mm或大于或等于50mm。在一些实施例中，组织介接组件的最大尺寸小于或等于100mm、小于或等于50mm、小于或等于30mm、小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于12mm、小于或等于10mm、小于或等于7mm、小于或等于5mm、小于或等于3mm或小于或等于2mm。上述参考范围的组合也是可能的。
在某些实施例中，组织介接组件的平均横截面尺寸(例如，直径)大于或等于0.25mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.6mm、大于或等于0.7mm、大于或等于0.8mm、大于或等于0.9mm、大于或等于1mm、大于或等于1.1mm、大于或等于1.2mm、大于或等于1.3mm、大于或等于1.4mm、大于或等于1.5mm、大于或等于1.7mm,mm、大于或等于1.9mm、大于或等于2.5mm、大于或等于3.0mm、大于或等于4.0mm或大于或等于5.0mm。在一些实施例中，组织介接组件的平均横截面尺寸小于或等于6.0mm、小于或等于5.0mm、小于或等于4.0mm、小于或等于3.0mm、小于或等于2.5mm、小于或等于1.9mm、小于或等于1.7mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.4mm、小于或等于1.3mm、小于或等于1.2mm、小于或等于1.1mm、小于或等于1mm、小于或等于0.9mm、小于或等于0.8mm、小于或等于0.7mm或小于或等于0.6或小于或等于0.5mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.5mm且小于或等于2.0mm)。其它范围也是可能的。
在一些实施例中，组织介接组件可以包括多个微针。在一些此类实施例中，所述多个微针可以具有特定基座最大横截面尺寸(例如，基座直径)、特定高度和/或特定间距。
在一些实施例中，所述多个微针的基座的平均直径大于或等于100微米、大于或等于150微米、大于或等于200微米、大于或等于250微米、大于或等于300微米、大于或等于350微米、大于或等于400微米或大于或等于450微米。在某些实施例中，所述多个微针的基部的平均直径小于或等于500微米、小于或等于450微米、小于或等于400微米、小于或等于350微米、小于或等于300微米、小于或等于250微米、小于或等于200微米或小于或等于150微米。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100微米且小于或等于500微米)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，所述多个微针的平均高度大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.5mm、大于或等于0.7mm、大于或等于1mm、大于或等于1.2mm、大于或等于1.5mm或大于或等于2mm。在一些实施例中，多个微针的平均高度小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1.2mm、小于或等于1mm、小于或等于0.7mm、小于或等于0.5mm或小于或等于0.2mm。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于2.5mm)。其它范围也是可能的。
在一些情况下，所述多个微针的平均间距(例如，所述多个微针中的相邻微针之间的间距)可以大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于600微米、大于或等于700微米、大于或等于800微米、大于或等于900微米、大于或等于1000微米、大于或等于1100微米、大于或等于1200微米、大于或等于1300微米或大于或等于1400微米。在某些实施例中，所述多个微针的平均间距小于或等于1500微米、小于或等于1400微米、小于或等于1300微米、小于或等于1200微米、小于或等于1100微米、小于或等于1000微米、小于或等于900微米、小于或等于800微米、小于或等于700微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于300微米或小于或等于200微米。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100微米且小于或等于1500微米)。其它范围也是可能的。
有利地，在一些实施例中，组织介接组件(例如，针)相对快地溶解，减少和/或消除组件在不期望的位置中二次穿透的风险。在一些实施例中，组件的最大横截面尺寸(例如，长度)被设计成递送到其所靶向的任何器官以防止疼痛和/或GI道的不期望的穿孔。
在一些实施例中，组织介接组件包括基座和尖端。例如，如图33所展示的，组织介接组件100包括基座110和尖端115。在一些实施例中，基座部分和/或尖端部包括粘膜粘附材料。合适的粘膜粘附材料的非限制性实例包含聚合物如聚(乙烯醇)、羟基化甲基丙烯酸酯和聚(甲基丙烯酸)、聚丙烯酸酯(例如，聚丙烯酸、硫醇化聚(丙烯酸)、
Figure BDA0003284941500000561
)、氰基丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠、透明质酸、羟丙基纤维素、聚卡波非、壳聚糖、粘蛋白、藻酸盐、黄原胶、结冷胶、泊洛沙姆、乙酰邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚(酰胺基胺)树状聚合物、聚(二甲基硅氧烷)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚卡波非、其组合以及其共聚物。
在一些实施例中，基座部分和/或尖端包括固体治疗剂(例如，API)和第二材料(如果存在的话)，使得相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以大于或等于10wt％的量存在于组织介接组件中。在某些实施例中，相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以大于或等于10wt％、大于或等于20wt％、大于或等于30wt％、大于或等于40wt％、大于或等于50wt％、大于或等于60wt％、大于或等于70wt％、大于或等于80wt％、大于或等于90wt％、大于或等于95wt％、大于或等于98wt％或大于或等于99.1wt％的量存在于组织介接组件中。在一些实施例中，相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以小于或等于100wt％、小于或等于99wt％、小于或等于98wt％、小于或等于95wt％、小于或等于90wt％、小于或等于80wt％、小于或等于70wt％、小于或等于60wt％、小于或等于50wt％、小于或等于40wt％、小于或等于30wt％或小于或等于20wt％的量存在于组织介接组件中。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10wt％且小于或等于100wt％、大于或等于80wt％且小于或等于100wt％)。其它范围也是可能的。在一组示例性实施例中，相对于组织介接组件的总重量，固体治疗剂以大于或等于80wt％且小于或等于100wt％的量存在于组织介接组件中。
在某些实施例中，相对于基座部分的总重量，固体治疗剂以大于或等于0wt％，大于或等于5wt％、大于或等于10wt％、大于或等于20wt％、大于或等于30wt％、大于或等于40wt％、大于或等于50wt％、大于或等于60wt％、大于或等于70wt％、大于或等于80wt％、大于或等于90wt％、大于或等于95wt％、大于或等于98wt％或大于或等于99wt％的量存在于基座部分中。在一些实施例中，相对于基座部分的总重量，固体治疗剂以小于或等于100wt％，小于或等于99wt％、小于或等于98wt％、小于或等于95wt％、小于或等于90wt％、小于或等于80wt％、小于或等于70wt％、小于或等于60wt％、小于或等于50wt％、小于或等于40wt％、小于或等于30wt％、小于或等于20wt％、小于或等于10wt％或小于或等于5wt％的量存在于基座部分中。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10wt％且小于或等于100wt％、大于或等于80wt％且小于或等于100wt％)。其它范围也是可能的。在示例性实施例中，基座部分基本上包括仅固体治疗剂。
在某些实施例中，相对于尖端的总重量，固体治疗剂以大于或等于0wt％，大于或等于5wt％、大于或等于10wt％、大于或等于20wt％、大于或等于30wt％、大于或等于40wt％、大于或等于50wt％、大于或等于60wt％、大于或等于70wt％、大于或等于80wt％、大于或等于90wt％、大于或等于95wt％、大于或等于98wt％或大于或等于99wt％的量存在于尖端中。在一些实施例中，相对于尖端的总重量，固体治疗剂以小于或等于100wt％，小于或等于99wt％、小于或等于98wt％、小于或等于95wt％、小于或等于90wt％、小于或等于80wt％、小于或等于70wt％、小于或等于60wt％、小于或等于50wt％、小于或等于40wt％、小于或等于30wt％、小于或等于20wt％、小于或等于10wt％或小于或等于5wt％的量存在于尖端中。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于10wt％且小于或等于100wt％、大于或等于80wt％且小于或等于100wt％)。其它范围也是可能的。在示例性实施例中，尖端基本上包括仅固体治疗剂。在另一示例性实施例中，尖端基本上不包括固体治疗剂。
在某些实施例中，相对于组织介接组件的总重量，组织介接组件包括大于或等于10wt％(例如，大于或等于80wt％)的固体治疗剂，而不管基座部分和/或尖端的构成。
在一些实施例中，组织介接组件包括的治疗剂(例如，固体治疗剂)大于或等于0.1mg、大于或等于0.5mg、大于或等于0.8mg、大于或等于1mg、大于或等于1.5mg、大于或等于2mg、大于或等于2.5mg、大于或等于3mg、大于或等于4mg、大于或等于5mg、大于或等于7mg、大于或等于9mg。在某些实施例中，组织介接组件包括的治疗剂小于或等于10mg、小于或等于9mg、小于或等于7mg、小于或等于5mg、小于或等于4mg、小于或等于3mg、小于或等于2.5mg、小于或等于2mg、小于或等于1.5mg、小于或等于1mg、小于或等于0.8mg、小于或等于0.5mg或小于或等于0.2mg。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1mg且小于或等于10mg)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，固体治疗剂(例如，API)的至少一部分与组织介接组件的基座部分和/或一个或多个尖端相关联。例如，在一些实施例中，固体治疗剂和第二材料(如果存在的话)基本上均匀地分布于组织介接组件中(例如，在基座部分和/或尖端中)。在一些情况下，固体治疗剂可以是涂层(例如，安置在尖端的至少一部分上)，使得相对于组织介接组件的总重量，组织介接组件包括大于或等于10wt％的固体治疗剂。
在一些实施例中，组织介接组件可以包括另外的涂层。在一些实施例中，另外的涂层可以包括被配置成相对于没有所述另外的涂层的组织介接组件的溶解例如减慢溶解时间的材料。合适的另外的涂层材料的非限制性实例包含Zn、Al、Mg、聚合物(例如，肠溶聚合物、聚己内酯、聚对二甲苯、羟丙甲纤维素、聚乙二醇)及其组合。其它另外的涂层材料也是可能的。在一些实施例中，另外的涂层可以被配置成使得固体治疗剂在特定时间量内被释放。例如，在一些实施例中，(例如，在另外的涂层暴露于如胃液之类的流体时)，另外的涂层被配置成使得固体治疗剂在小于或等于6个月、小于或等于3个月、小于或等于1个月、小于或等于2周、小于或等于1周、小于或等于4天、小于或等于2天、小于或等于1天、小于或等于12小时、小于或等于6小时、小于或等于3小时、小于或等于1小时、小于或等于30分钟、小于或等于15分钟、小于或等于10分钟、小于或等于5分钟或小于或等于2分钟内释放。在某些实施例中，另外的涂层被配置成使得固体治疗剂在大于或等于1分钟、大于或等于2分钟、大于或等于5分钟、大于或等于10分钟、大于或等于15分钟、大于或等于30分钟、大于或等于1小时、大于或等于3小时、大于或等于6小时、大于或等于12小时、大于或等于1天、大于或等于2天、大于或等于4天、大于或等于1周、大于或等于2周、大于或等于1个月或大于或等于3个月内释放。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1分钟且小于或等于1天、大于或等于1天且小于或等于2周、大于或等于1周且小于或等于6个月)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，组织介接组件包括多个微针，所述多个微针包括固体治疗剂和第二材料(如果存在的话)。
在一些实施例中，固体治疗剂的至少一部分存在于尖端的至少表面上。在某些实施例中，第二材料的至少一部分存在于尖端的至少表面上。
可以使用任何合适的方法形成本文所描述的组织介接组件。在一些实施例中，组织介接组件是通过提供固体治疗剂和第二材料(如果存在的话)并使用至少1MPa的压力进行离心和/或压缩来形成的，固体治疗剂和第二材料一起形成组织介接组件。在一些实施例中，将第二材料(如果存在的话)和固体治疗剂加热以形成组织介接组件。
在一些实施例中，组织介接组件使用以下形成：至少1MPa的压力、至少2MPa的压力、至少3MPa的压力、至少5MPa的压力、至少7MPa的压力、至少10MPa的压力、至少12MPa的压力、至少15MPa的压力、至少20MPa的压力、至少25MPa的压力、至少30MPa的压力、至少40MPa的压力、至少50MPa的压力、至少75MPa的压力、至少150MPa的压力、至少300MPa的压力、至少600MPa的压力、至少900MPa的压力、至少1GPa的压力或至少1.2GPa的压力。在一些实施例中，组织介接组件使用以下形成：小于或等于1.4GPa的压力、小于或等于1.2GPa的压力、小于或等于1GPa的压力、小于或等于900MPa的压力、小于或等于600MPa的压力、小于或等于300MPa的压力、小于或等于150MPa的压力、小于或等于100MPa的压力、小于或等于75MPa的压力、小于或等于50MPa的压力、小于或等于40MPa的压力、小于或等于30MPa的压力、小于或等于25MPa的压力、小于或等于20MPa的压力、小于或等于15MPa的压力、小于或等于12MPa的压力、小于或等于10MPa的压力、小于或等于7MPa的压力、小于或等于5MPa的压力、小于或等于3MPa的压力或小于或等于2MPa的压力。上述参考范围的组合也是可能的(例如，至少1MPa的压力且小于或等于100MPa的压力、至少20MPa的压力且小于或等于100MPa的压力、至少100MPa且小于或等于1.4GPa的压力)。其它范围也是可能的。
在某些实施例中，组织介接组件可以在特定温度下形成。例如，在一些实施例中，组织介接组件在以下温度下形成：大于或等于50℃、大于或等于60℃、大于或等于70℃、大于或等于80℃、大于或等于90℃、大于或等于100℃或大于或等于120℃。在一些实施例中，组织介接组件在以下温度下形成：小于或等于150℃、小于或等于130℃、小于或等于120℃、小于或等于110℃、小于或等于100℃、小于或等于90℃、小于或等于80℃、小于或等于70℃或小于或等于60℃。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50℃且小于或等于130℃)。其它温度和范围也是可能的。
有利地，组织介接组件可以具有期望的机械特性(例如，杨氏弹性模量)，例如使得组织介接组件可以适当地刺穿胃肠道的组织。在一些实施例中，组织介接组件的杨氏弹性模量大于或等于100MPa(例如，大于或等于125MPa、大于或等于150MPa、大于或等于175MPa、大于或等于200MPa、大于或等于250MPa、大于或等于300MPa或大于或等于350MPa)。在某些实施例中，组织介接组件的杨氏弹性模量小于或等于400MPa、小于或等于350MPa、小于或等于300MPa、小于或等于250MPa、小于或等于200MPa、小于或等于175MPa、小于或等于150MPa或小于或等于125MPa。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100MPa且小于或等于250MPa、大于或等于100MPa且小于或等于400MPa)。其它范围也是可能的。
在一些情况下，组织介接组件可以被配置成以特定的力穿透特定深度进入到人胃肠粘膜组织中。例如，组织介接组件可以被配置成以小于或等于20N(例如，小于或等于小于或等于10N、小于或等于5N、小于或等于1N、小于或等于500mN、小于或等于100mN、小于或等于50mN、小于或等于20mN、小于或等于15mN、小于或等于10mN、小于或等于5mN)的力穿透大于或等于1mm(例如，大于或等于2mm、大于或等于3mm或大于或等于4mm)。
如上文和本文所描述的，组织介接组件可以被配置成在穿透进入到例如人胃肠粘膜组织时具有特定速度。
在一些实施例中，第二材料包括可聚合单体和/或聚合物。在某些实施例中，第二材料是可生物降解的。用于第二材料的合适材料的非限制性实例包含聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸、多糖(例如，麦芽糖、乳糖、淀粉、纤维素)、阿拉伯胶、甲基纤维素、明胶、黄蓍胶、粘土、HPMC、硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、滑石、聚乙二醇、矿物油、防腐剂(例如，苯酚、对羟基苯甲酸酯、溴化十六烷基三甲铵)、抗氧化剂(例如，没食子酸、生育酚)、其衍生物及其组合。
在一些实施例中，组织介接组件包括的涂层的屈服强度大于或等于50MPa(例如，大于或等于60MPa、大于或等于70MPa或大于或等于80MPa)。
在一些实施例中，涂层可以包含薄膜金属、陶瓷或类金刚石涂层(DLC)。在一些实施例中，组织介接组件不包括涂层。
在一些实施例中，涂层可以包含可腐蚀材料(例如，铁、锌、铝或合金)，使得当涂层与生理环境接触时，其将分解并呈现治疗剂。在某些实施例中，涂层可以包括聚合物，如聚对二甲苯，如本文所描述的。
在一些情况下，组织介接组件可以被配置成为受试者的每平方厘米组织递送特定量的活性药剂。例如，在一些实施例中，组织介接组件被配置成为受试者的在组织介接组件的穿透位置附近的每平方厘米组织递送大于或等于0.01μg、大于或等于0.05μg、大于或等于0.1μg、大于或等于0.2μg、大于或等于0.5μg、大于或等于0.7μg、大于或等于1μg、大于或等于2μg、大于或等于5μg或大于或等于10μg的药剂。在某些实施例中，组织介接组件被配置成为每平方厘米组织递送小于或等于20μg、小于或等于5μg、小于或等于2μg、小于或等于1μg、小于或等于0.7μg、小于或等于0.5μg、小于或等于0.2μg、小于或等于0.1μg或小于或等于0.05μg的药剂。上述参考范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1μg且小于或等于20μg)。在一些实施例中，组织介接组件被配置成在任何合适的时间段(例如，大于或等于0.1秒、大于或等于0.5秒、大于或等于1秒、在大于或等于5秒、在大于或等于30秒、大于或等于1分钟、大于或等于5分钟、10分钟、大于或等于30分钟、大于或等于1小时、大于或等于4小时、大于或等于24小时、大于或等于48小时、大于或等于72小时、大于或等于96小时、大于或等于120小时、大于或等于144小时、大于或等于168小时)内为每平方厘米受试者组织递送大于或等于1μg的药剂。
在某些实施例中，组织介接组件包括粘合剂(例如，在一些情况下，第二材料是粘合剂)。合适的粘合剂的非限制性实例包含糖如山梨糖醇和蔗糖、明胶、聚合物如聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，以及包括乙醇或其它3类有机溶剂的聚合物(如乙酸、庚烷、丙酮、甲酸、乙酸异丁酯等)。
在示例性实施例中，相对于总制品重量，制品包括大于或等于80wt％的固体活性药剂。在某些实施例中，制品包括大于或等于1mg的活性药剂。根据一些实施例，药剂选自由以下组成的组：噬菌体、DNA、mRNA、胰岛素、人生长激素、单克隆抗体、阿达木单抗、肾上腺素和昂丹司琼(ondansetron)。在某些示例性实施例中，将活性药剂浇铸到模具中以形成制品。在一些实施例中，将模具离心。根据某些实施例，制品进一步包括粘合剂。在某些实施例中，粘合剂包括糖如山梨糖醇或蔗糖、明胶、聚合物如PVA、PEG、PCL、PVA或PVP和/或乙醇。根据某些实施例，制品的杨氏弹性模量大于或等于100MPa。在一些实施例中，制品被配置成以小于或等于20mN的力穿透到人胃肠粘膜组织中至少1mm。根据某些实施例，制品被配置成为每平方厘米受试者组织递送至少1mg药剂，和/或制品包括大于或等于1mg活性药剂每平方厘米。
某些示例性实施例涉及一种形成制品的方法，其中方法包括将组合物(相对于组合物的总重量，包括大于80wt％的固体药剂)引入到模具中，向组合物施加大于或等于1MPa的压力，并将组合物加热到至少70℃的温度持续至少1分钟。如本文所使用的，术语“活性药物成分”(也被称为“药物”或“治疗剂”)是指施用于受试者以治疗疾病、病症或其它临床上公认的病状的试剂，或用于预防目的，并且对受试者的身体具有临床上显著影响以治疗和/或预防疾病、病症或病状。
试剂
根据一些实施例，本文所描述的组合物和方法与一种或多种治疗剂、诊断剂和/或增强剂相容，如药物、营养物、微生物、体内传感器和示踪剂。在一些实施例中，活性物质是治疗剂、营养剂、预防剂或诊断剂。虽然说明书的大部分描述了治疗剂的使用，但本文列出的其它试剂也是可能的。
在一些实施例中，试剂可以呈粉末形式。在一些实施例中，试剂可以呈固体形式。在一些实施例中，试剂可以呈液体形式。
在一些实施例中，系统包括被配置成含有活性药剂(或包括活性药剂的液体)的腔室(例如，储液器)。
试剂可以包含但不限于任何合成或天然存在的生物活性化合物或物质组合物，当施用于受试者(例如，人或非人动物)时，其诱导期望的药理学、免疫原性和/或局部和/或全身作用的生理效应。例如，在某些实施例的上下文中有用或可能有用的是传统上被视为药物、疫苗和生物药物的化合物或化学品，某些此类试剂可以包含用于治疗、诊断和/或增强领域的分子，如蛋白质、肽、激素、核酸、基因构建体等，包含但不限于医学或兽医治疗、预防、诊断和/或减轻疾病或病(例如，HMG辅酶A还原酶抑制剂(他汀类)如罗素伐他汀(rosuvastatin)；非甾体类抗炎药如美洛昔康(meloxicam)；选择性血清素再摄取抑制剂如依他普仑(escitalopram)；血液稀释剂如氯吡格雷(clopidogrel)；类固醇如泼尼松(prednisone)；抗精神病药如阿立哌唑(aripiprazole)和利培酮(risperidone)；镇痛药如丁丙诺啡(buprenorphine)；拮抗剂如纳洛酮(naloxone)、孟鲁司特(montelukast)和美金刚(memantine)；强心苷如地高辛(digoxin)；α阻滞剂如坦索罗辛等(tamsulosin)；胆固醇吸收抑制剂如依泽替米贝(ezetimibe)；代谢物如秋水仙碱(colchicine)；抗组胺药如氯雷他定(loratadine)和西替利嗪(cetirizine)；阿片类药物如洛哌丁胺(loperamide)；质子泵抑制剂如奥美拉唑(omeprazole)；抗(逆转录)病毒试剂如恩替卡韦(entecavir)、度鲁特韦(dolutegravir)、利匹韦林(rilpivirine)和卡博特韦(cabotegravir)；抗生素如多西环素(doxycycline)、环丙沙星(ciprofloxacin)和阿奇霉素(azithromycin)、抗疟药试剂和左甲状腺素/左旋甲状腺素)；物质滥用治疗(例如，美沙酮(methadone)和瓦伦尼克林(varenicline))；计划生育(例如，激素避孕)；性能增强(例如，兴奋剂如咖啡因)；以及营养和补充剂(例如，蛋白质、叶酸、钙、碘、铁、锌、硫胺素、烟酸、维生素C、维生素D和其它维生素或矿物质补充剂)。
在某些实施例中，活性物质是一种或多种特定的治疗剂。如本文所使用的，术语“治疗剂”或也被称为“药物”是指施用于受试者以治疗疾病、病症或其它临床上公认的病状的试剂，或用于预防目的，并且对受试者的身体具有临床上显著影响以治疗和/或预防疾病、病症或病状。已知治疗剂的实例的列表可以在例如以下中找到：美国药典(USP),《古德曼和吉尔曼治疗学的药理学基础(Goodman and Gilman's The Pharmacological Basisof Therapeutics)》,第10版,麦格劳-希尔公司(McGraw Hill),2001；Katzung,B.(编辑),《基础和临床药理学(Basic and Clinical Pharmacology)》,麦格劳-希尔/阿普尔顿&兰格公司(McGraw-Hill/Appleton&Lange)；第8版(2000年9月21日)；《医师案头参考(Physician's Desk Reference)》(托马斯出版社(Thomson Publishing))和/或《默克诊断与疗法手册(The Merck Manual of Diagnosis and Therapy)》,第17版,(1999)或其出版后的第18版(2006),Mark H.Beers和Robert Berkow(编辑),默克出版集团(MerckPublishing Group)，或就动物而言，《默克兽医手册(The Merck Veterinary Manual)》,第9版,Kahn,C.A.(编辑),默克出版集团,2005；以及“具有治疗等效性和评估的经批准药物产品(Approved Drug Products with Therapeutic Equivalence and Evaluations)”,由美国食品和药物管理局(the United States Food and Drug Administration，F.D.A.)出版(“《橙皮书(The Orange Book)》”)。经批准用于人使用的药物的实例由FDA根据21C.F.R.§§330.5、331到361和440到460列出，所述文献通过引用并入本文中；兽用药物由FDA根据21C.F.R.§§500到589列出，所述文献通过引用并入本文中。在某些实施例中，治疗剂是小分子。治疗剂的示例性类别包含但不限于镇痛药、抗镇痛药、抗炎药、解热药、抗抑郁药、抗癫痫药、抗精神病药、神经保护剂、抗增殖药，如抗癌剂、抗组胺药、抗偏头痛药、激素、前列腺素、抗菌剂(包含抗生素、抗真菌药、抗病毒药、抗寄生虫药)、抗毒蕈碱药、抗焦虑药、抑菌剂、免疫抑制剂、镇静剂、安眠药、抗精神病药、支气管扩张药、抗哮喘药、心血管药、麻醉剂、抗凝血剂、一种酶的抑制剂、甾体剂、甾体或非甾体抗炎剂、皮质类固醇、多巴胺能药、电解质类、胃肠药、肌肉松弛剂、营养剂、维生素、拟副交感神经药、兴奋剂、食欲抑制剂和抗发作性睡病药。营养食品也可以掺入到药物递送装置中。这些可以是维生素、如钙或生物素等补充剂或如植物提取物或植物激素等天然成分。
在一些实施例中，治疗剂是一种或多种抗疟药。示例性抗疟药包含奎宁(quinine)、苯芴醇(lumefantrine)、氯喹(chloroquine)、阿莫地喹(amodiaquine)、乙胺嘧啶(pyrimethamine)、氯胍(proguanil)、氯丙胍-氨苯砜(chlorproguanil-dapsone)、磺酰胺如磺胺多辛(sulfadoxine)和磺胺甲氧嗪(sulfamethoxypyridazine)、甲氟喹(mefloquine)、阿托伐醌(atovaquone)、伯氨喹(primaquine)、氯氟菲醇(halofantrine)、多西环素(doxycycline)、克林霉素(clindamycin)、青蒿素(artemisinin)和青蒿素衍生物。在一些实施例中，抗疟药是青蒿素或其衍生物。示例性的青蒿素衍生物包含蒿甲醚、双氢青蒿素、蒿乙醚和青蒿琥酯。在某些实施例中，青蒿素衍生物是青蒿琥酯。
在另一个实施例中，治疗剂是免疫抑制剂。示例性免疫抑制剂包含糖皮质激素、细胞抑制剂(如烷化剂、抗代谢物和细胞毒性抗体)、抗体(如针对T细胞受体或Il-2受体的抗体)、作用于亲免素的药物(如环孢菌素、他克莫司和西罗莫司)和其它药物(如干扰素、阿片类药物、TNF结合蛋白、麦考酚酯和其它小分子，如芬戈莫德)。
在某些实施例中，治疗剂是激素或其衍生物。激素的非限制性实例包含胰岛素、生长激素(例如，人生长激素)、加压素、褪黑激素、甲状腺素、促甲状腺激素释放激素、糖蛋白激素(例如，促黄体激素、促卵泡激素、促甲状腺激素)、类二十烷酸、雌激素、孕激素、睾酮、雌二醇、皮质醇、肾上腺素和其它类固醇。
在一些实施例中，治疗剂分子量小于约2500道尔顿、小于约2000道尔顿、小于约1500道尔顿、小于约1000道尔顿、小于约750道尔顿、小于约500道尔顿、或小于约400道尔顿的小分子药物。在一些情况下，治疗剂是分子量介于200道尔顿与400道尔顿之间、介于400道尔顿与1000道尔顿之间或介于500道尔顿与2500道尔顿之间的小分子药物。
在一些实施例中，治疗剂选自由以下组成的组：活性药剂如胰岛素、核酸、肽、噬菌体、DNA、mRNA、人生长激素、单克隆抗体、阿达木单抗、肾上腺素、GLP-1受体激动剂、塞马鲁肽、利拉鲁肽(liraglutide)、杜拉鲁肽(dulaglitide)、艾塞那肽(exenatide)、因子VIII、小分子药物、前体蛋白、疫苗、亚单位疫苗、重组疫苗、多糖疫苗和缀合物疫苗、类毒素疫苗、流感疫苗、带状疱疹疫苗、prevnar肺炎疫苗、mmr疫苗、破伤风疫苗、肝炎疫苗、HIV疫苗Ad4-env进化枝C、HIV疫苗Ad4-mGag、dna疫苗、rna疫苗、依那西普(etanercept)、英夫利昔单抗(infliximab)、非格司亭(filgastrim)、醋酸格拉替雷(glatiramer acetate)、利妥昔单抗(rituximab)、贝伐单抗(bevacizumab)、任何包封在纳米颗粒中的分子、肾上腺素、溶菌酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、其它酶、赛妥珠单抗(certolizumab pegol)、优特克单抗(ustekinumab)、依奇珠单抗(ixekizumab)、戈利木单抗(golimumab)、布罗达单抗(brodalumab)、古斯库单抗(gusellu,ab)、苏金单抗(secikinumab)、奥马珠单抗(omalizumab)、tnf-α抑制剂、白介素抑制剂、维多珠单抗(vedolizumab)、奥曲肽(octreotide)、特立哌肽(teriperatide)、crispr cas9、甘精胰岛素、地特胰岛素、赖脯胰岛素、门冬胰岛素、人胰岛素、反义寡核苷酸和昂丹司琼。
在示例性实施例中，治疗剂是胰岛素。
在一些实施例中，本文所描述的组织介接组件包括两种或更多种类型的治疗剂。
在某些实施例中，治疗剂以在从组织介接组件释放时，治疗剂引发治疗应答的浓度存在于组织介接组件中。
在一些情况下，治疗剂可以以低于通常与活性治疗剂相关联的最小浓度的浓度(例如，以微剂量浓度)存在。例如，在一些实施例中，组织介接组件包括相对低剂量的第一治疗剂(例如，类固醇)(例如，不希望受理论束缚，低剂量的治疗剂如类固醇可以在受试者内部的位置处介导受试者的异物应答(例如，响应于组织介接组件的接触))。在一些实施例中，治疗剂的浓度是小于或等于100μg和/或30nMol的微剂量。然而，在其它实施例中，治疗剂不是以微剂量提供，而是以一种或多种上文所列的量存在。
在一些实施例中，组织介接组件包括自致动组件。此类自致动组织介接组件通常在2018年5月17日提交的题为“自扶正系统及相关组件和方法”的共同拥有的国际专利申请第WO 2018/213600号中描述，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，向受试者施用组织介接组件(例如，口服)。在某些实施例中，制品可以口服、直肠、阴道、鼻腔或尿道施用。在某些实施例中，组织介接组件(例如，和/或其中含有的API)通过使受试者的皮肤与组件接触来施用。在示例性实施例中，组织介接组件(例如，和/或其中含有的API)通过使受试者的颊组织(例如，唇、腭区域、脸颊、舌下、舌头)与组件接触来施用。在又另一个示例性实施例中，组织介接组件口服施用，并且在到达受试者内部的位置(例如，GI道，如结肠、十二指肠、回肠、空肠、胃、颊空间、食道等)时，组织介接组件在受试者内部的位置处与受试者的组织介接(例如，接触)并且至少部分地穿透组织。在某些实施例中，组织介接组件的至少一部分穿透受试者的组织并且支撑材料的至少一部分和/或活性药剂溶解到受试者的组织中。
有利地，与传统方法相比，向GI道施用具有相对高的API负载的组织介接组件可以允许更有效地递送API。例如，不希望受理论束缚，与其它方法相比，通过注射将药物递送到GI道已被证明具有更高的生物利用度。
在一些实施例中，系统包括自扶正制品(例如，被配置成以特定取向定位到受试者内部的位置)、自致动组件(例如，被配置成在一组特定条件下激活，例如，在暴露于流体(如胃肠液)时)、与自致动组件相关联的组织介接组件和与组织介接组件相关联的API。在某些实施例中，系统包括自扶正制品、自致动组件和与自致动组件相关联的组织介接组件。在一些实施例中，系统包括自致动组件和与自致动组件相关联的组织介接组件。在某些实施例中，系统包括自扶正制品和与自扶正制品相关联的API。在一些实施例中，系统包括组织介接组件和与组织介接组件相关联的API。在一些实施例中，系统包括自致动组件、与自致动组件相关联的组织介接组件和与组织介接组件相关联的API。自扶正制品、自致动组件、组织介接组件以及API和相关配置在上文和本文中进行了描述。
定义
“受试者”是指任何动物，如哺乳动物(例如，人)。受试者的非限制性实例包含人、非人灵长类动物、牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫或啮齿动物，如小鼠、大鼠、仓鼠、鸟、鱼或豚鼠。通常，本发明涉及与人一起使用。在一些实施例中，受试者可以表现出健康益处，例如，在施用自扶正制品时。
如本文所使用的，“流体”被赋予其普通含义，即液体或气体。流体不能维持界定的形状，并且将在可观察的时间帧期间流动以填充放置其的容器。因此，流体可以具有允许流动的任何合适的粘度。如果存在两种或更多种流体，则本领域普通技术人员可以在基本上任何流体(液体、气体等)中独立地选择每种流体。
实例
以下实例旨在展示本文所描述的某些实施例，包含本发明的某些方面，但不例示本发明的全部范围。
实例1-自扶正制品
提供了一种自扶正制品，所述自扶正制品由特定形状和/或密度分布组成，任选地，具有包封在标准“000”、“00”或可能更小或更大的胶囊中的容量。例如，密度分布和/或形状可以是这样的：
1.设计只有一个稳定点和一个不稳定点，使得其始终可以将自身扶正到单个配置和取向；
2.制品的设计使得从每个可能的取向到其稳定配置的扶正时间相对较少；
3.设计使GI道中的力(如流体流动和肌肉收缩)所带来的不稳定影响最小化；和/或
4.设计允许通过在制品上的特定位置中产生的中空缝隙将各种形状和重量的制品装载到系统中。
在一些情况下，制品形状源自在笛卡尔平面的两个右象限内绘制并绕y轴旋转的平滑曲线。形状有若干个明显的特性。所述形状拥有移动到高曲率拐角中的垂直于y轴的平坦底部，并且然后随着曲线的继续而缓慢降低其曲率。曲线的平坦底部部分可以有助于满足制品的第三种规格。因为底部是平坦的并且被陡峭的拐角包围，所以需要更大的力将制品推到其的一侧上。这类似于椭圆体在推动时会摆动但立方体不会摆动的方式。
曲线的其余部分可以使用以下等式以某种方式优化以满足第一规格和第二规格。制品的扶正次数是根据角运动学等式计算的：
Δθ＝ωt+1/2αt2其中ω是角速度，t是时间，并且α是角加速度。角加速度由作用在制品上的重力和浮力产生的扭矩计算得出。α＝τ/I其中τ是扭矩，并且I是惯性矩。扭矩是根据由力向量与距离向量之间的叉积确定的：
Figure BDA0003284941500000671
其中d是从质量中心(针对重力)或体积中心(针对浮力)到曲线接触静止表面的边缘点的距离向量，F是在产生力的方向上的力向量，并且θ是这两个向量之间的角度。
在一些情况下，制品可以由两种不同的材料制成：一种具有高密度，并且另一种具有低密度。密度比被限定成使得形状的质量中心定位在坐标系的原点处。平面的下半部分由高密度材料组成，而平面的上部部分由低密度材料组成。为了保持当前可用材料可实现的材料密度，可以原始形状进行某些穿孔和修改，这在实例中进行解释。这些孔和修改也用于在系统内容纳制品，然后在确定其它材料的密度时将其考虑在内。
一旦设计了3D形状，就可以使用上述等式来测试从给定取向起的扶正时间。制品的重量和体积决定了作用力，所述作用力决定了扭矩，并由材料的密度以及生成的曲线设置。用于确定扭矩的距离和角度测量结果仅由生成的曲线确定。曲线是通过具有角度坐标集的一组径向坐标点绘制平滑曲线来生成的。然后代码改变点的距离坐标，直到达到最小的扶正时间集。
实例2
通过旋转由围绕y轴限定的平滑曲线创建固体形状(实例：图12)。形状由在所有区域中具有正y值的生物相容性聚合物(例如，PCL、PLA、PEG)和在所有区域均具有负y值的生物相容性陶瓷(例如，羟基磷灰石)或金属(例如，不锈钢、菲尔德金属)制成。两种材料的密度比应介于6:1与16:1之间。制品可以缩放到任何长度，但图12中的点描述了可以配合在如000胶囊等胶囊(图13)内的物体。
此形状已针对具有相同体积和类似尺寸的椭圆体和球体测试了扶正能力。在包含水、油和胃液的若干种不同液体以及包含塑料和猪胃组织的不同表面上，在1000FPS的高速相机下测试了这些制品。结果(图14-17)显示出制品总体上具有更快的扶正时间，并且在接近稳定取向的角度处的扶正时间也更快。由于制品最有可能在接近其稳定取向时开始，这使得制品比其它形状更好。
还测试了这些制品通过放置在倾斜混合器上保持扶正的能力。混合器被设置为以50rpm在每个方向上倾斜15度。制品从未离开其稳定取向，而球体从其最佳取向倾斜18度，并且椭圆体从其最佳取向倾斜31度(图18-21)。
还使用塑料管作为人工食道在体外将制品放置到悬浮的完整猪胃中，并且比较与由仅PCL制成的球体相比制品以正确取向降落的次数。在充满水、充满油或空腹的情况下对每个制品进行的60次试验中，发现具有如图12形状的制品每次都以正确的取向降落，而球体只有25％的时间以正确的取向降落。
另外，在体内进行了类似实验。通过胃管将6个自扶正制品和6个不能自扶正但形状相同的制品饲喂给镇静猪。然后将猪剧烈振荡以模拟行走。在将猪振荡之后，将其放置于X射线下并计数保持正确取向的制品的数量。这些制品是通过在其内部放置一块金属来标识的(图22-23)。自扶正制品在其下半部分上已经有金属半球体，其在自扶正时在X射线下显示为整圆，并且在未自扶正时显示为残月。将圆形垫圈放置在对照制品中，并在自扶正时显示为整圆，或在未扶正时显示为翘曲的椭圆形。65/66的自扶正试验在振荡之后显示正确的取向，而只有7/31的对照制品显示正确的取向。
实例3
具有与实例2中描述的形状类似的形状的物体，但在制品中具有孔、通孔和狭缝。这种孔和狭缝可以用于允许流体进入系统或可以用于在系统内储存制品(图24)。这些狭缝还可以用于使制品中空，以使用可用材料将密度比保持到可实现的合理值。例如，通过使制品的顶部部分中空，可以使用更高密度的材料来填充剩余的顶部区域；允许使用更高密度的材料，因为对制品的唯一约束是外部形状和质量中心。当穿孔时，制品应尽量保持轴对称，或尽可能接近轴对称。
孔和狭缝的这些实例包含但不限于以下：
1.以y轴为中心的半径小于制品半径的圆柱体。
2.以y轴为中心的圆锥截段，允许半径随系统半径的变化而变化。
3.与系统顶部或底部具有给定宽度的竖直直线切口。
4.维持系统整体完整性的任何其它类型的制品切割。
实例4
具有与实例2和3中描述的形状类似的形状的物体，但具有内置于系统中的药物递送制品。此制品可以是装载药物的实心针或空心针。其可以是连接到储液器的空心针，或者可以是装载或涂覆有药物的一系列针。其它药物递送制品如贴片也是可能的。
在针的实例中，针可以容纳在系统内部或外部。当容纳在系统外部时，所述针可以通过粘附剂连接或嵌入制品的模具内。当容纳在系统内部时，所述针可以容纳在制品的挖空孔内。
针刺可以由制品的重力被动地致动。在此实施方案中，制品的重量可以将针推入到组织中。
实例5
具有与实例2-4中描述的形状类似的形状的物体，但在系统中内置了一块电子器件。
通过将一块电子器件与锚固件一起添加到制品中，制品可以用作电子器件的胃滞留机构。由于制品的方向性，传感器可以接近组织壁或GI道内部。例如，附接到制品的底部的pH传感器将能够读取胃壁区域或内部胃区域的pH，这取决于其在系统上的放置。
实例6
具有与实例2-4中描述的形状类似的形状的物体，但具有将其它制品远程附接到系统的能力(图25)。
通过向系统的壁增加吸引力和/或粘附力，患者可以吞咽其它填充新制品或药物的胶囊，并使其在系统处聚集在一起。这种力可以由磁铁、粘附剂、真空或任何数量的其它机构产生。
例如，磁铁可以附接到系统的壁以及电子传感器的壁上。患者可以首先吞咽自扶正系统，并且将其锚固到组织壁，如实例4中所描述的。然后患者可以服用含有电子传感器的单独胶囊。由放置的磁铁在两个制品之间产生的磁力将使两个系统附接在一起。由于自扶正系统锚固到组织壁，电子传感器也将能够保持在胃中，即使其没有任何胃滞留特性。此系统可以允许任何类型的制品变得具有胃滞留性。
实例7-自致动制品
装置可以被主动致动。这可能包含形状记忆镍钛诺、膨胀弹性体或压缩弹簧等机构。压缩弹簧可以固定在固体可生物降解和生物相容性聚合物或糖(例如，蔗糖、麦芽糖)中，这种机构已被证明在体内起作用(图27)。这些机构然后可以容纳在制品的挖空部分内或制品外部。将装置锚固到系统制品的方式但不限于磁铁、打结和施加粘附剂。
进一步研究弹簧实例，可能需要针进入到GI道的粘膜下层中以递送药物，例如，针应穿透到组织中至少1mm。如果针穿透到组织中超过5mm，则患者将面临穿孔的风险。出于这个原因，弹簧可以被压缩1-5mm。而且，虽然穿透GI组织所需的力通常较低，为1-10mN的量级，但可能需要约100mN的力才能进入到胃的粘膜层与粘膜下层之间的肌肉层中。在一些情况下，弹簧在压缩时含有足够的力，其以100mN的力加上3x-10x的安全系数推动组织。这意味着在一些情况下，弹簧可以具有约100-250N/m的弹簧常数(图28)。
另外，压缩弹簧可以被包在能够承受这种力的材料中。材料也可以是脆性的，使得例如弹簧突然从材料中断裂。脆性材料，如(结晶)糖，一旦经历给定的应力，通常会迅速且完全地破裂。焦糖化蔗糖通常在0.1Mpa的应力下破裂。如果压缩弹簧在蔗糖涂层上施加1N的力，那么蔗糖涂层的直径可以至少为3.56mm以含弹簧。添加到涂层的任何更多的焦糖化蔗糖起作用，可以用作装置的定时机构(例如，不希望受理论束缚——涂层的厚度可以至少与降解涂层所需的时间成比例)。
使用具有接口平衡的运行扩散传质问题的建模软件，确定通过将弹簧涂覆有介于4-6mm之间的蔗糖，一旦蔗糖涂层的弹簧溶解于水中，致动可以延迟介于1-4分钟之间。实验证实了这一点(图29-30)。至少20秒的延迟被证明足以使致动发生在胃中，而不是在口腔或食道中。
为了确保液体到达蔗糖以开始此溶解过程，可以在装置的顶部和底部添加排气孔以允许流体流动。例如，这些通孔允许被捕获在里面的空气逸出。其也可能是吸湿的，以允许水轻松穿过。
在一些情况下，锚固装置将允许系统通过物理或化学方式将自身附接到GI道的组织壁。这种装置可以包含倒钩针或钩针、粘膜粘附贴片、捕获和闭合机构(图31)、真空抽吸或任何数量的其它机构。锚固装置可以定位在装置的底部上以确保其面向组织壁。
如果锚固装置使用钩子，如钩针，则其可以到达组织的在粘膜层与粘膜下层之间的肌肉层。图32示出了被装置穿透从而穿透到所关注的肌肉层的一块胃组织的组织学载玻片。此穿透是通过使用糖衣弹簧(如上文所描述的糖衣弹簧)产生的，所述弹簧被压缩6mm，并且弹簧常数为210N/m。
计算优化：
通过在象限I和IV中的180度平面上执行二维曲线优化并绕Y轴旋转曲线来产生经优化的形状。图37展示了经优化的曲线以及此部分中描述的向量和方法。优化函数改变了沿以极坐标绘制的曲线以相等角度间隔开的25个不同点的半径。当重新转换为笛卡尔坐标时，旋转曲线内部和X-Z平面下方的空间被设置为含有高密度材料(7.7g/cm3)，而X-Z平面上方和旋转曲线内部的空间被设置为含有低密度材料(1.1g/cm3)。为了模拟中空的顶部部分(section)，从形状的顶部部分(portion)移除了以Y轴为中心，从X-Z平面开始并在曲线边界处结束的4mm半径的圆柱体。弹簧和微柱的质量被并入到模型中。为了限定形状的缩放，质量中心被限制在原点，并且可能最高的点被限制在坐标[0,1]。最终的形状被缩放以适应尺寸约束。这些约束符合轴对称单-单稳态形状的要求，因此没有丢失任何可能的解决方案。
优化本身利用牛顿运动学等式来找到给定形状的自取向时间，t：
Figure BDA0003284941500000711
α＝τ/I等式(2)
ω＝ω0+αt等式(3)
I＝∫r2dM等式(4)
τ＝d*F*sin(θ)等式(5)
其中角加速度α和角速度ω是基于装置的惯性矩I和扭矩τ确定的。重力F充当模型中的外力，并且用于计算施加到杠杆臂的模拟扭矩d，定义为装置的质量中心与和组织壁接触的点之间的距离。
装置在给定取向处的角加速度(由等式2限定)确定了取向速度并随扭矩和惯性矩而变化。通过将3D空间分成大小相同的50×50×50块阵列，为每个块分配密度，并执行等式4中所描述的求和来计算惯性矩以及装置的总重量。
计算装置上的扭矩，需要根据等式5确定力向量和距离向量的方向和幅度两者。力向量是作用在物体上的重力，从质量中心开始并且指向垂直于接触表面的方向。将距离向量计算为质量中心与装置在接触表面上的枢转点之间的距离。当确定枢转点时，考虑了装置的较大曲率，因为具有凹曲率的区域不接触表面。
蔗糖包封溶解建模
使用格里菲斯标准(Griffith's criterion)计算蔗糖包封将会传播裂纹的半径：
Figure BDA0003284941500000712
其中σc是由弹簧施加的临界应力，γ是材料的表面能量，E是材料的杨氏模量，并且a是垂直于所施加的应力的表面积。因为除表面积之外，等式中的所有变量都保持恒定，所以溶解速率限定了直到裂化事件与弹簧释放的时间。COMSOL模型和实验测试基于提供1N的力的弹簧。物理弹簧是通过将购买的弹簧切割成合适的大小来产生的。
COMSOL多重物理量(瑞典斯德哥尔摩(Stockholm,Sweden))用于对蔗糖圆柱体在静止水和以0.02米/秒流动的水两者中的溶解进行数学建模，类似于人胃(37)。菲克定律用于估计蔗糖与水之间收缩边界处的扩散过程的速率。将5.2*10^-10平方米/秒的扩散系数，蔗糖在水中的6720mol/m3的平衡浓度，以及7.8*10-4米/秒的传质系数(通过实验发现)作为参数。COMSOL模型在6mm、5mm和4mm的起始蔗糖圆柱体直径下运行，并且如果弹簧存在于圆柱体中，圆柱体溶解到直径为1.7mm所需的时间用于预测致动定时。
为了计算蔗糖在水中的传质系数，将蔗糖在直径为6mm孔的PDMS模具中在215℃下焦糖化持续15分钟，以产生圆柱形。将焦糖化蔗糖圆柱体放置于在室温下的500mL烧杯中，并且每分钟测量一次蔗糖的直径。对溶解速率进行建模并且将线性拟合的斜率确定为传质系数。
为了测试蔗糖涂层在弹簧上的溶解，将蔗糖包封的弹簧放置于在室温下的500mL烧杯中，并且记录蔗糖弹簧直径为4mm、5mm和6mm时的弹簧致动定时，其中进行三次试验。
实例17-尖端与组织之间的距离
下文实例展示了速度与间隙大小(即，组织介接组件的尖端与组织接合表面之间的距离)之间的关系，如本文所描述的。
表1示出了弹簧常数不同(例如，500N/m、1000N/m和1500N/m)的各种弹簧的距尖端的起始距离与速度之间的关系(以米/秒为单位)。图36示出了针对特定力(6N)的速度对间隙(以mm为单位)的绘图。
表1：
Figure BDA0003284941500000721
实例18-组装过程
图34A-34E示出了用于组装如本文所描述的自扶正系统的示例性过程。
实例20-通过液体注射将分子递送到GI道
此实例展示了使用液体注射自定向毫米级致动器(L-SOMA)来递送液体(例如，包括治疗剂)。
在此实例中，L-SOMA通常包括：腔室，所述腔室用于在胃肠道中(例如，在胃中，如在胃壁处)释放之前容纳液体调配物；基于组织介接组件(例如，针)的液体递送机构；以及系统(例如，包括异麦芽酮糖醇)，所述系统用于致动针插入和压力机构。
图39A-39D展示了各种示例性L-SOMA组件和执行注射时的四种压缩状态。
在注射之前，液体药物调配物通过体积为约80μL的腔室保持和保护在系统内。此腔室包括3个构件，共同构成一个完全密封的内部体积，1)L-SOMA底部部分，2)由硅胶或TPE制成的外隔膜(例如，塞子)，3)由硬质聚合物和充当内隔膜的软质TPE制成的2K模制柱塞。在一些实施例中，柱塞完全由氯丁基橡胶、溴丁基橡胶或任何类似的橡胶和/或异戊二烯或类似的聚合物制成。在一些实施例中，使用由硬质聚合物和氯丁基橡胶、溴丁基橡胶或任何类似橡胶和/或异戊二烯或类似聚合物制成的SK模制柱塞。
这些隔膜通常能够围绕注射针密封并防止食物或液体从外部环境穿过。因此，例如，胃中的酶将无法到达通过隔膜的药物调配物，并且调配物不会从隔膜泄漏。
基于针的递送机构
为了将液体调配物递送到组织中，可以使用针来帮助递送。针直接穿过内隔膜插入，形成紧密配合的密封。针可以是中空的(例如，包括通道)；然而，液体调配物不一定穿过针的顶部。替代地，孔(例如，入口)可以存在于针的侧面。液体可以被配置成穿过此孔并从斜面端流出。例如，液体腔室(例如，储液器)可以在弹簧激活时被放置成与孔流体连通，因此促进流体从液体腔室转移到针中。
孔在针上的高度使得孔在激活之前位于液体腔室之外。在此实例中，当装置被致动时，针向下移动例如5mm。在此实例中，此移动将针插入到胃组织中大约4,6mm，并将侧孔移动到液体腔室中，从而实现从腔室到组织的流动路径。针的高度可以调节，并且因此针的穿透行程也可以调节。这两个值可以调整多达2mm或更多。针的顶端可以被封闭并且用作经由针毂与致动弹簧的连接点。因此，流体移动穿过针的唯一方式是从侧面的孔到达尖端的孔。
双顺序致动机构
L-SOMA在摄取之后在胃中自主定向，以使其注射机构与组织对准(图40A-40E)。装置的形状和密度分布从豹龟中汲取灵感，所述豹龟是一种能够从任何配置自扶正的动物。装置的高曲率上部部分与其低质量中心结合，确保装置仅拥有一个稳定的取向，这定义为装置的质量中心处于局部最小值时的角度。另外，L-SOMA的平坦底部使其优选配置稳定，并确保在患者在致动期间四处移动时L-SOMA不会翻倒并误射到管腔中。在上文实例中描述了形状的稳健的自扶正性质(例如，当验证其递送固体剂型的能力时)。在配置装置以允许液体给药之后，在模拟胃组织的硅胶模具上重新测试了L-SOMA的100次的自取向。L-SOMA装置在每次实验期间都在1秒内定向到其优选配置。
一旦摄取L-SOMA，基于水合的致动器塞子(例如，由异麦芽酮糖醇制成)开始溶解。塞子将连接到注射针的毂保持在适当位置。一旦溶解，塞子释放毂并且压缩弹簧膨胀以将针递送到组织中。在设定的距离后，毂由装置的壳体上的接片止挡。这可以确保针插入到组织中设定的距离。根据实验，确定装置在体外暴露于水后4±1分钟内致动。在体内，装置在4±2分钟内致动。
一旦装置插入针，针毂立即致动第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧递送装载的液体调配物。通过将针插入与液体注射剂解耦，装置能够在确切组织深度处注射其全部液体剂量，而不是在针移动穿过组织时注射剂量。其中21G针致动到0.3％琼脂糖凝胶中的初始原型L-SOMA装置的高速摄影表明所有液体都通过针尖端流出，并且没有液体通过底膜流出(图41A、图41B)。这确保液体剂量进入组织并且不会在组织的顶部上排出。这些实验在离体猪胃组织中重复，并表明L-SOMA能够将30G针插入到组织中，并且然后随后将对比染料注射到组织中(图41D)。29G和32G针也成功表明。
针穿透到黏膜下层的深度并产生贮库
为了确定针的穿透深度如何影响液体剂量的递送，对离体猪胃组织的不同已知深度进行了对比染料的受控注射，并拍摄了产生的贮库的显微CT图像(图41E)。通过获取组织的切片机切片并寻找被染料注射干扰的区域来确认特定注射深度靶向的组织层(图41H和图41I)。还使用显微CT软件上的体积计算器测量给药后残留在组织中的液体百分比(图41J)。测量离体猪胃在注射处为6.99±1.28mm厚，并且在3、4、4.5、5和6mm的深度给药。在总共这些受控注射实验期间，递送了总体积为170μL的对比染料。相比之下，L-SOMA装置的最大剂量体积为80μL。发现对于3mm和4mm注射深度，针有时无法到达胃粘膜下层。当注射到仅粘膜中时，对比染料的剂量会泄露，并且只有一小部分液体保持在组织内。发现4.5mm或更大的插入深度始终将全部液体剂量递送到粘膜下层，并且没有经历泄漏。5mm和6mm的插入深度导致偶尔会注射到胃组织的肌层中。在注射到此组织层期间，对比染料产生了大理石图案。
在这些注射实验期间，测量了将给定剂量的液体递送到组织中所需的力(图41K、图41L)。发现相较于通过插入到组织中4.5mm的针的相同量的液体剂量所需的5.7±2.7N的力，通过插入到组织中4mm的针递送80μL液体剂量需要12.1±6.0N的力，在统计上显著力更大(P＝0.009)。虽然发现通过插入到组织中5mm的针注射80μL液体剂量需要7.6±3.1N的力，但这在统计学上并不比在4.5mm针插入深度时发现的注射力大(P＝0.12)。另外，当以5mm的针插入深度(n＝6)给药到组织的肌层中时所需的8.0±4.1N的力与以此深度总体上进行液体给药所需的注射力在统计学上没有显著差异(P＝0.8)。这表明穿透到肌层中通常不会影响注射液体剂量所需的力，并且因此通常不会限制所递送的剂量体积。
考虑到与液体给药有关的实验数据，决定设计一种SOMA装置，所述装置将其针插入到组织中4.5mm。与3mm和4mm插入深度相比，此插入深度提供了在统计学上显著更大的剂量保留。而且，通过选择低于5mm和6mm的插入深度，减少了组织干扰，并且这降低了其它并发症的可能性。6个具有此针插入深度的L-SOMA装置致动，并为每个L-SOMA给药总计80μL的对比染料。在这些实验期间，观察到在粘膜下层中产生了贮库(图41F-41I)。另外，在这些L-SOMA注射期间，每次都将全部剂量递送到组织中(图41J)。在体内猪胃中的另外的测试表明，SOMA将染料直接注射到胃粘膜下层中。在给这些装载有染料的装置给药后立即终止动物并获得组织学。
图42和43示出了L-SOMA在水中的示例性致动。如图42所示，在装置致动后的2毫秒的跨度内，染料从液体隔室释放到水浴中。染料通过针的尖端离开。如图43所示，在装置致动后的2毫秒的跨度内，染料从液体隔室释放到0.35％琼脂糖凝胶中。染料通过针的尖端离开。
图44示出了示例性针的照片，其中在其侧面具有连接到针/弹簧附件的孔。液体穿过侧孔并从斜面端流出。
长斜面针尖的用途
由于注射力通常与插入深度有关，因此测试了具有较高角磨度的针。这些针在针插入方向上具有较小的出口孔，并且因此更具体地靶向插入深度。发现即使在>50N的力下，这些针也无法将任何大量液体插入到组织中。尽管柱塞通过用于测量力的拉伸强度测试仪移位，但在尝试递送剂量后组织中没有对比染料。替代地，这些力通常是由于橡胶塞和剂量机构中使用的其它材料的压缩造成的。根据这些实验，为L-SOMA选择了具有低角磨度的针。
可溶解或可水合针
插入到组织中的针可以从组织中去除并通过可缩回机构、膨胀的水凝胶回到装置中，或者其可以失去其锐度。第三弹簧可以用于使针从其插入状态回到装置中。可以使用可溶解针来消除针。然而，由于设计当前使用与装置内部的流体接触的针，在一些情况下期望其不从外表面溶解。因此，例如，其可以在针的外表面上包括保护性涂层。此类涂层可以是金属，如金，或者可以是聚合物，如聚对二甲苯。此层在任何地方的厚度可以介于300nm与5um之间。期望可溶解针在插入到组织中之后仍能维持其功能。例如，其应该能够容易地穿透组织。在一些情况下，其可以使用相对尖锐的尖端。其还可以被配置成使液体穿过内管。另外，其可以被配置成在顶部部分上具有一个孔以允许液体进入。可以制成针的材料的一些实例包含：糖或糖样材料，如异麦芽酮糖醇或蔗糖；可生物降解的聚合物或共聚物，如PVP、PVA、Soluplus；水凝胶；明胶；淀粉。针可以被配置成从内管溶解到外部。如果针水合并变软，那么这也可以消除突出针穿孔的可能性。如果针的尖端周围存在软边界，那么这也可以防止穿孔。如果针变软，如一块面团，那么这也可能有效。如果针分裂成小块，那么这也可能有效。针可以由可降解金属制成，这样其就会破裂。这些金属包含锌、镁和铁以及其它金属。
用于排出流体的工作和所需的弹簧力
发现在一些实施例中，需要在3-10N的力范围内将液体快速排出装置。然而，液体不一定需要快速排出。只要由弹簧提供的力大于在组织中产生贮库所需的力，那么液体最终将进入组织。在低至5N的最大力下测试了弹簧。因此，预期弹簧力可能从那里显著下降。更高的力也仍然有效。
不同规格的针需要不同的工作量以进行排出
较小规格的针可能需要做更多的工作来推动液体通过管。然而，任何针尺寸都适用于此装置。测试了低至32G和高达18G的针，但可以使用更高和更低的针规格。
洒水器针的孔径和用途
低角磨度产生更大的孔，这很有用。在一些实施例中，除了使液体进入到针中的侧孔之外，发现洒水器针不一定有助于注射的功效。在一些情况下，这可能是因为到粘膜层本身的注射并没有产生有利的结果。
在不同的动物中的用途
L-SOMA可以用于人，但也可以用于其它动物，如猪、马、牛等。
添加用于感测或致动的电子器件
L-SOMA可以具有如NFC和蓝牙等无线通信装置之类的电子器件，所述电子器件嵌入装置内部，拴系到装置或在装置外部。可以包含的其它电子设备是电池、电线、微控制器、电容器、电阻器等。电子器件的一种用途可以是在胶囊致动时发送消息。另一种可以是用于测量胃内或胃粘膜内的温度或分子的传感器。另一种可以是可触发的致动机构。
体内测试
进行了体内猪实验，其中制备了装载有灭活GLP-1受体激动剂或速效胰岛素的L-SOMA装置。将L-SOMA给药实验与皮下给药实验和将液体调配物给药到猪的胃管腔中的实验进行比较。使用内窥镜，将L-SOMA装置放置到猪的胃中并允许其独立致动。在2小时之后，从动物身上去除装置。时间0对应于装置放置在胃中的时间，而不是装置致动的时间。给药的猪部分禁食，但含有一层与L-SOMA胶囊高度大致相同的胃液和食物。即使有食物，L-SOMA也能够以类似于皮下注射的功效递送药物负载。
在给药后，监测动物一周。动物维持了其正常的行为和饮食模式。未观察到大便带血。另外，在用L-SOMA给药后直接处死动物用于组织学，并且在插入针的组织中没有看到孔或穿孔的迹象。在上文的实例中，证明了SOMA装置和其它可摄取装置在使用或不使用突出针致动后完整安全地穿过GI道并且不会引起阻塞的能力。对所摄取的锐利物体的回顾性医学研究也表明，与长度小于1cm的锐利物体相关联的并发症风险较低。为了解决突出针的潜在并发症，在体外测试了由明胶制成的在L-SOMA中的可生物降解注射针。另外，在体外测试了能够在注射后将针缩回装置中的L-SOMA。两个装置都能够注射液体调配物，并且随后以其相应方式消除尖锐物体。
L-SOMA被设计成预防或降低GI阻塞的风险。装置的体积小于OROS胶囊的体积，这是一种经FDA批准的每日剂量口服药物递送装置，在穿过GI道时不会降解，并且阻塞率为2900万分之1。若干种其它带有金属组件(如可摄取电子器件)的不可降解胶囊也已经FDA批准，并支持对L-SOMA进行类似的环境分析。
装载不同的API和调配物
任何液体都可以装载到L-SOMA中，并且任何材料都可以放入溶液中并添加到L-SOMA。此类溶质包含水、油和乙醇。此类药物包含胰岛素、glp1受体激动剂、单克隆抗体、蛋白质、核酸、脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、小分子药物，例如肾上腺素等(如本文所列的那些)。
替代性致动机构
尽管可以使用弹簧，但L-SOMA不一定需要由弹簧推动。L-SOMA可以通过产生气体或储存的加压气体的化学反应来致动。L-SOMA也可以由磁铁、电磁铁、可膨胀水凝胶/聚合物等致动。
实例21-抗体、肽和小分子的递送
以下实例详述了实例20中通常描述的L-SOMA用于递送如抗体、肽和小分子等分子的用途和设计。对于此示例性制品，其它活性治疗剂也是可能的。
口服施用提供了一种简单且无创的药物递送方法，但通常无法通过皮下和肌内注射实现期望的药代动力学。在此实例中，展示了一种口服自动注射器胶囊，所述胶囊能够提供与肠胃外施用相当的吸收动力学和全身生物利用度，用于大小范围为小分子到单克隆抗体的药物的液体调配物。为了证明此平台技术的广泛实用性，将胶囊与临床相关剂量的四种常用注射药物一起施用于猪，包含：阿达木单抗、塞马鲁肽样灭活GLP-1类似物、胰岛素和肾上腺素。
次优动力学和有限药物剂量的问题通过开发一种胶囊来解决，所述胶囊能够快速将药物(大小范围为小分子到单克隆抗体)的液体贮库注射剂直接递送到胃粘膜下层，在施用之后立即全身摄取。与固体药物后不同，液体调配物通常能够扩散到整个粘膜下层。这可以为全身摄取提供更大的表面积，并且同时允许更大体积的注射药物。在一些情况下，通过靶向胃而不是小肠，胶囊可以能够立即递送其有效负载，由此避免胃排空通常需要的1-4小时等待时间。与0.1-2mm厚的小肠壁相比，4-6mm厚的胃壁组织通常也为注射提供了更大的安全裕度。此示例性胶囊设计利用自动定位装置的自定向几何结构，使得其注射机构通常始终面向组织壁。设计有助于确保胶囊将剂量直接递送到组织中，避免在管腔中发生酶降解。
此示例性液体注射自定向毫米级施涂器(L-SOMA)，一种直径12mm，并且高15mm的胶囊，将皮下注射针注射到胃粘膜下方，并且随即将多达80μL的液体药物调配物递送到粘膜下空间(图40A-40E)。通过将针插入与液体注射剂解耦，装置实现将其整个剂量递送到确切组织深度，而不是在针移动穿过组织时释放剂量(图41E-41J)。在柱塞推动液体穿过针中的侧孔并通过针的尖端流出时，两个膜将剂量储存区域密封起来并防止泄漏(参见图41A-41B)。这些工程化设计可以帮助确保整个液体剂量进入组织并防止部分或全部剂量在组织的顶部排出。
通过将对比染料注射到离体猪胃组织中的预定深度并记录所产生的贮库的显微CT图像来确定针的穿透深度如何影响液体剂量的递送(图41E-N和图48)。在给定深度测量在给药之后残留在组织中的液体百分比，并通过可视化确认通过注射靶向的组织层(图41H-I)。在这些受控注射实验期间，递送了170μL体积的对比染料。相比之下，L-SOMA装置的最大剂量体积为80μL。据观察，对于3mm和4mm注射深度，针表现不一致，其中所述针有时将染料注射到粘膜中，并且大部分染料从组织中漏出。通过将针插入深度扩展到4.5mm或更大，装置始终将全部液体剂量递送到组织中，并且不会经历泄漏。4.5mm、5mm和6mm的插入深度导致偶尔会注射到胃组织的外肌层中。在此数据的指导下，设计了针插入深度为4.5mm的L-SOMA装置，由此与更深的注射深度相比降低了穿孔风险，同时确保将整个药物负载递送到组织中。离体实验(图41D-G)与L-SOMA装置(图40E)揭示这些尺寸的针可靠地靶向粘膜下层并且装置将其全部药物负载递送到组织中。这使得具有广泛分子量范围的药物能够通过胃衬壁递送(图1r)。来自猪胃和狗胃的离体实验的组织学以及使用L-SOMA在体内给药的猪的组织学表明，注射的液体没有从胃粘膜或浆膜中漏出，从而证实装置递送了其全部负载，并且针没有穿孔组织(图45A-45J和图46A-46C)。
进行了体内猪实验，其中向每只动物给药单个L-SOMA装置，其中装载有1mg重组人胰岛素、4mg塞马鲁肽样灭活GLP-1类似物、4mg单克隆抗体阿达木单抗或0.24mg小分子肾上腺素(图47A-47N)。将L-SOMA给药与作为阳性对照物的皮下或肌内给药进行比较。使用内窥镜，将L-SOMA装置放置到猪胃中，并允许其独立致动。在2小时之后，从动物身上去除装置。在L-SOMA的胰岛素、灭活GLP-1或肾上腺素施用后15分钟内，观察到药物的血浆暴露。在L-SOMA施用后一小时内在血清中观察到阿达木单抗。在肌内注射组和L-SOMA实验组两组中，给药胰岛素的猪立即经历低血糖发作(图47B、图47F)，并且给药肾上腺素的猪的心率(图47K、图47N)和血糖突然升高(参见图49)。来自给药肾上腺素的猪的H&E染色示出没有证据表明药物引起的坏死或副作用(参见图50)。由于药物的半衰期延长，使用L-SOMA胶囊或皮下注射剂用阿达木单抗或灭活的GLP-1给药的猪在给药后至少3天的血浆中具有药物。
尽管给药的猪部分禁食，但一些猪的胃中含有一层胃液和食物。在这些猪中，L-SOMA能够部分置换食物层，将其针插入到组织中，并仍能递送药物负载。值得注意的是，一种装载有GLP-1类似物的装置在胃中致动，但猪没有表现出全身摄取。在一些情况下，这可能是由于药物调配物没有到达胃粘膜下层。所有其它22只L-SOMA剂量的猪都表现出全身摄取。
猪的生物利用度是根据胰岛素和GLP-1类似物的L-SOMA剂量计算的，并将所述生物利用度与皮下施用相同调配物和药物量的生物利用度进行比较。L-SOMA给药的重组人胰岛素在两小时的采样周期内表现出48±16％(SD)的生物利用度(范围＝25％-81％，n＝8)。相比之下，皮下注射胰岛素的猪的生物利用度为57±8％(SD)(范围＝50.8％-66.2％，n＝3)。L-SOMA给药的GLP-1类似物在三天采样期内的生物利用度为103±42％(SD)(范围＝55％-135％，n＝3)，当排除L-SOMA时，在胃中致动之后显示0％摄取，并且当包含此另外的数据点时，所述生物利用度为78±62％。相比之下，皮下给药的GLP-1类似物的生物利用度为78±4％(SD)。
当在没有渗透增强剂或物理渗透增强装置的情况下施用时，胰岛素和GLP-1通常具有有限的横穿胃衬壁以供全身摄取的能力。对于肾上腺素和阿达木单抗两者，对猪进行具有与L-SOMA等效药物负载的内窥镜灌胃实验作为阴性对照，并且观察到可忽略的摄取(参见图51)。
在给药后，监测动物一周。动物维持了其正常的行为和饮食模式。未观察到大便带血。对所摄取的锐利物体的回顾性医学研究和实验研究表明，与长度通常小于1cm的锐利物体相关联的并发症风险较低。此外，Carr-Locke注射针，一种25G和5mm长的针，在胃内窥镜检查期间由胃肠病学家常规使用，并发症发生率几乎不存在。相比之下，L-SOMA使用的32G针从装置突出仅4.5mm。为了减轻胃肠道中的暴露的针的问题，L-SOMA被设计为能够在注射后将针缩回到装置中。此技术以增加装置的复杂性为代价，减轻了与存在于L-SOMA系统中的尖锐物体相关联的风险(参见图52)。也可以使用空心针来进一步减轻胃肠道运输期间的穿孔问题。
对人胰岛素和塞马鲁肽液体调配物两者进行了稳定性研究，并且表明在经历两周40℃和75％相对湿度环境之后，与放置在玻璃小瓶系统中的调配物相比，放置在L-SOMA系统中的调配物的纯度损失和高分子量蛋白质形成更多(图53A-53B)。另外，液体调配物的纯度损失高于之前在SOMA系统中使用的固体调配物的纯度损失。需要优化L-SOMA储存系统和装载的液体调配物，以确保填充的药物的长期稳定性。
在此实例中，展示了L-SOMA药丸给药四种不同的药物的能力，所述药物具有一系列分子量、半衰期、药效学效应和剂量大小要求。胶囊在施用后几分钟内的快速药代动力学摄取、高达4mg的生物可利用药物的负载能力以及对广泛分子起作用的能力使此胶囊与一组先前无法口服递送的新药物具有相容性。虽然使用L-SOMA为过敏反应递送肾上腺素的能力可能会受到严重的情况下喉咙肿胀的阻碍，但胶囊仍可以用于递送药物以供哮喘治疗或较慢发作的过敏反应的治疗。另外，在L-SOMA装置中的肾上腺素的用途证明了递送小分子药物的能力。表现出低全身摄取的难溶性小分子药物也可以是L-SOMA系统的合适候选者。L-SOMA的广泛适用性意味着通常可能在胶囊中装载任何液体调配物，包含小分子或大分子药物；尽管可能需要重新调配和提高浓度才能达到给定药物所需的治疗性剂量。与固体调配物相比，液体调配物不依赖于药物的固态特性，如被压缩成针状形状的能力，并且因此拓宽了可以通过此装置施用的分子的范围。L-SOMA展示了通过口服胶囊装载和递送含有速效药物和半衰期延长药物两者的调配物的能力，涵盖一系列药物形式。这样做时，其可以为以其它方式限于注射剂的药物提供创伤较小的施用途径，并且由此有利地在患者中实现更高的依从性并最终获得更好的临床结果。
尽管本文已经描述和展示了本发明的若干个实施例，但本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文描述的功能和/或获得这些结果和/或这些优点中的一个或多个优点的各种其它装置和/或结构，并且此类变型和/或修改中的每一个被认为是在本发明的范围内。更一般来讲，本领域的技术人员将容易认识到，本文中描述的所有参数、尺寸、材料以及配置意味着是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明的教导内容所用于的一种或多种具体应用。本领域技术人员仅使用常规实验将认识到或能确定本文所描述的本发明的具体实施例的许多等效形式。因此，应理解，前述实施例是仅通过实例方式来介绍的，并且在所附权利要求和其等效物的范围内，本发明可以按与具体描述和要求不同的方式来实践。本发明涉及本文中描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法。另外，两个或更多个此类特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法的任何组合，如果这样的特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法并不相互矛盾，被包含在本发明的范围内。
除非清楚地相反地指出，否则如本文中在说明书和权利要求中使用的不定冠词“一个(a)”和“一种(an)”应理解为意指“至少一个”。
如本文在说明书中使用的，短语“和/或”应当理解为是指这样联合的元件中的“任一个或两个”，即，元件在一些情况下共同存在而在其它情况下分开存在。除了用“和/或”短语具体标识的元件，其它元件可以任选地存在，无论是与具体标识的那些元件相关还是不相关，除非明确相反地指出。因此，作为非限制性实例，当与开放式语言，如“包括”结合使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施例中可以指代A而没有B(任选地包含除了B之外的元件)；在另一个实施例中，指代B而没有A(任选地包含除了A之外的元件)；在又另一个实施例中，指代A和B两者(任选地包含其它元件)；等等。
如本文中在说明书和权利要求中所使用的，“或”应被理解为具有与如上文定义的“和/或”相同的含义。例如，当将列表中的项目分开时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即，包含多个元件或元件列表中的至少一个元件、但是还包含多于一个元件，以及任选地另外未列出的项。只有明确地指示相反的术语，如“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”或者在权利要求中使用时“由……组成”将指代包含多个元件或元件列表中的恰好一个元件。通常，当之前有排他性术语，如“任一个”、“……之一”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”时，如本文中所使用的术语“或”应当仅被解释为指示排他性替代方案(即“一个或另一个而非两者”)。当在权利要求中使用时，“基本上由……组成”应具有如在专利法领域中所使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求中所使用的，关于一个或多个元件的列表的短语“至少一个”应当被理解为意指选自元件列表中的任何一个或多个元件的至少一个元件，但不一定包含元件列表内具体列出的每一个元件中的至少一个元件并且不排除元件列表中的元件的任何组合。这个定义还允许可以任选地存在除了在短语“至少一个”所指的元件清单内具体标识的元件之外的元件，而无论是否与具体标识的那些元件相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以是指至少一个、任选地包含多于一个A，而不存在B(并且任选地包含除了B的元件)；在另一个实施例中，可以是指至少一个、任选地包含多于一个B，而不存在A(并且任选地包含除了A的元件)；在又另一个实施例中，可以是指至少一个、任选地包含多于一个A，以及至少一个、任选地包含多于一个B(并且任选地包含其它元件)；等等。
在权利要求以及以上说明书中，所有过渡性短语如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等应被理解为是开放式的，即，应被理解为意指包含但不限于。如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所述的，只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡性短语。
除非另有定义和说明，否则如本文所使用的与例如一个或多个制品、结构、力、场、流、方向/轨迹和/或其子组件和/或其组合和/或上文没有列出的适合于通过此类术语来表征的任何其它有形或无形元件的或其之间的形状、取向、对准和/或几何关系有关的任何术语应理解为不需要绝对符合此类术语的数学定义，而是应理解为指示在主题的可能的范围内符合此类术语的数学定义，如与此类主题最密切相关的本领域技术人员所理解的那样表征。与形状、取向和/或几何关系有关的此类术语的实例包含但不限于描述以下各项的术语：形状-如圆形的、正方形的、冈布茨、圆形的/圆、矩形的/矩形、三角形的/三角形、圆柱形/圆柱、椭圆形/椭圆、(n)多边形的/(n)多边形等；角度取向-如垂直、正交、平行、竖直、水平、共线等；轮廓和/或轨迹-如平面/平面的、共面的、半球形、半-半球形、线/线性的、双曲线、抛物线、平坦的、弯曲的、直线、弓形、正弦、切线/切线的等；方向-如北、南、东、西等；表面和/或块状材料特性和/或空间/时间分辨率和/或分布-如光滑、反射、透明、清楚、不透明、刚性、不可渗透、均匀(地)、惰性、不可湿性、不溶性、稳定、不变、常数、均质等；以及对相关领域的技术人员来说显而易见的许多其它术语。作为一个实例，在本文中描述为“正方形”的制造制品不要求此类制品具有完全平面或线性的面或侧面，并且以恰好90度的角度相交(实际上，此类制品只能作为数学抽象概念存在)，而是，这种制品的形状应被解释为近似于如数学上定义的“正方形”，其程度对于所列举的制造技术通常可实现和实现，如本领域技术人员将理解的或具体描述的。作为另一个实例，在本文中将被描述为“对准”的两个或更多个制造的制品不需要此类制品具有完全对准的面或侧面(实际上，此类制品只能作为数学抽象概念存在)，而是，此类制品的布置应被解释为近似如数学上所定义的“对准”，其程度对于所列举的制造技术通常可实现和实现，如本领域技术人员将理解的或具体描述的。

Claims (36)

1.一种自扶正制品，其包括：
自致动组件，所述自致动组件包括弹簧和被适配成将所述弹簧维持在至少部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；
腔室，所述腔室包括液体活性药剂(或用于充当对比物或缓冲物的非活性药剂)；以及
组织介接组件，所述组织介接组件可操作地联接到所述自致动组件，所述组织介接组件包括入口、出口和流体连接到所述入口和所述出口的通道；
其中所述腔室被配置成在所述自致动组件激活时与所述入口流体连通，并且
其中当所述自扶正制品至少部分地由受试者的组织支撑时，所述自扶正制品在允许所述组织介接组件将所述活性药剂的至少一部分释放到所述组织中的方向上定向。
2.根据权利要求1所述的自扶正制品，其包括：塞子，所述塞子与所述组织介接组件相关联，其中所述组织介接组件被配置成在所述自致动组件激活时刺穿所述塞子。
3.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述组织介接组件在致动/穿透之后能够溶解或能够缩回或变软。
4.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述自扶正制品的平均密度大于1g/cm3。
5.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述支撑材料被配置为塞子，并且其中所述塞子可操作地联接到所述组织介接组件。
6.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，
其中所述组织介接组件被配置为基本上沿所述自扶正制品的长轴延伸的投射体。
7.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，
其中所述支撑材料被配置在所述自扶正制品内，使得进入所述自扶正制品的所述生物流体接触第一表面以引发所述支撑材料的所述至少部分降解。
8.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述支撑材料选自由以下组成的组：糖、糖的衍生物、糖醇、麦芽糖、异麦芽酮糖醇、淀粉、碳酸钙、锌、氯化钠、聚合物以及其组合。
9.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述自扶正制品包括一个或多个通孔，所述一个或多个通孔被配置成使得所述自致动组件与外部环境流体连通。
10.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述一个或多个通孔被涂层覆盖。
11.根据任一前述权利要求所述的白扶正制品，其中所述生物流体是胃液。
12.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述制品包括被配置成使所述组织介接组件缩回的组件。
13.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述制品包括能够刺穿组织的组织介接组件，其中此类组件是多层的，其中内层是水敏材料。
14.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述水敏材料包括明胶。
15.根据任一前述权利要求所述的自扶正制品，其中所述组织介接组件包括水流体不可渗透的外层，使得在触发后，所述组织介接组件的内层暴露于所述腔室中的所述流体，从而在所述流体穿过针之后机械地削弱所述组织介接组件的至少一部分。
16.根据任一前述权利要求所述的自介接制品，其中所述制品包括组织介接组件，所述组织介接组件被配置成在与所述自扶正元件的塞子接触时缩回，由此在刺穿组织时在两侧露出水内层。
17.一种制品，其适于摄取到受试者的管腔中，所述管腔具有管腔壁，其中所述制品包括：
外壳，所述外壳具有包括圆形横截面的外部形状，所述外壳限定第一轴线；
致动机构，所述致动机构包括自致动组件，所述自致动组件包括第一弹簧组件和被适配成将所述第一弹簧组件维持在至少部分压缩状态的支撑材料，其中所述支撑材料被配置成用于在生物流体中至少部分降解；
腔室，所述腔室安置在所述外壳内，所述腔室包括液体活性药剂；以及
组织介接组件，所述组织介接组件相对于所述外壳安置并且被配置成用于将液体从所述腔室转移到在受试者内部的位置处的所述管腔壁的组织的一部分，
其中所述制品是自扶正的，从而具有几何中心和质量中心，所述质量中心沿着所述第一轴线在第一方向上从所述几何中心偏离。
18.根据权利要求17所述的制品，其中当所述制品由所述管腔壁的组织支撑，同时被定向成使得所述质量中心从所述几何中心侧向偏移时，所述制品由于重力作用而经历外部施加的扭矩以将所述制品定向成所述第一轴线沿重力方向定向，使得所述组织介接组件与所述组织在所述受试者内部的所述位置处相互作用，并且
在所述支撑材料至少部分降解时，所述致动机构作用于所述液体活性药剂，使得所述组织介接组件在所述受试者内部的所述位置处将所述液体活性药剂的至少一部分释放到所述组织中。
19.根据权利要求17所述的制品，其中所述液体活性药剂和所述腔室被构造和布置成使得当所述制品被定向成所述第一轴线沿重力方向定向并且所述组织介接组件与所述组织相互作用时，所述液体的所述质量中心相对于所述组织的表面安置在所述几何中心下方。
20.根据权利要求18所述的制品，其中所述液体活性药剂和所述腔室被构造和布置成使得当所述制品被定向成所述第一轴线沿重力方向定向并且所述组织介接组件与所述组织相互作用时，所述液体的所述质量中心被安置成比所述制品的所述几何中心更靠近所述组织的表面。
21.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述制品的平均密度大于1g/cm3。
22.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述腔室包括可移动壁，其中所述可移动壁被配置成从所述腔室排出液体活性药剂。
23.根据权利要求22所述的制品，其中所述腔室包括圆柱形壁，并且其中所述腔室的所述可移动壁包括与所述圆柱形壁可滑动地接合的柱塞。
24.根据权利要求22到23中任一项所述的制品，其中所述组织介接组件可操作地联接到所述自致动组件，所述组织介接组件包括入口、出口和流体连接到所述入口和所述出口的通道。
25.根据权利要求24所述的制品，其中所述通道被配置成在所述激活机构激活时与包括液体活性药物成分的所述腔室流体连通。
26.根据权利要求22到25中任一项所述的制品，其中所述组织介接组件形成或包括可操作地联接到所述第一弹簧组件的注射针，其中所述第一弹簧组件能够在所述支撑材料至少部分降解时从第一配置操作到第二配置，其中当所述第一弹簧组件处于所述第一配置时所述注射针保留在所述制品内，并且其中所述注射针被配置成通过所述第一弹簧组件从所述第一配置到所述第二配置的移动而从所述制品前进并进入所述管腔壁中。
27.根据权利要求26所述的制品，其中当第一弹簧呈现所述第一配置和/或当第一弹簧呈现所述第二配置时，所述注射针延伸穿过所述腔室。
28.根据权利要求27所述的制品，其中所述注射针包括组织穿透端、与所述组织穿透端相对的第二端部以及在所述组织穿透端与所述第二端部之间延伸的侧壁，所述侧壁包括侧孔，所述侧孔被安置成使得当所述第一弹簧组件处于所述第二配置时，在所述腔室与所述注射针的所述组织穿透端之间建立流体连通。
29.根据权利要求28所述的制品，其中当所述第一弹簧组件处于所述第一配置时，所述侧孔定位在包括所述液体活性药剂的所述腔室外部。
30.根据权利要求28或29中任一项所述的制品，其中所述腔室进一步包括与所述可移动壁相对地布置的端壁，其中所述端壁包括可穿透密封件，并且其中当所述第一弹簧组件呈现所述第一配置时，所述注射针的所述组织穿透端嵌入所述可穿透密封件中，并且其中当所述第一弹簧组件呈现所述第二配置时，所述注射针刺穿所述可穿透密封件。
31.根据权利要求24到30中任一项所述的制品，其中所述致动机构包括可释放地保持处于压缩状态的第二弹簧组件，所述第二弹簧组件被配置成在所述第一弹簧组件从所述第一配置移动到所述第二配置时从所述压缩状态释放，以驱动所述可移动壁从所述腔室排出液体活性药剂。
32.根据权利要求31所述的制品，其中所述第一弹簧组件与所述第二弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在所述第二弹簧组件内，其中所述第一弹簧组件与所述第二弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
33.根据权利要求24到32中任一项所述的制品，其中致动组合件包括可释放地保持处于压缩状态的第三弹簧组件，所述第三弹簧组件被配置成当可排出液体活性药剂的全部或预定部分已经从所述腔室中排出时释放，所述第三弹簧组件的所述释放导致所述注射针相对于制品壳体缩回。
34.根据权利要求33所述的制品，其中所述第三弹簧组件与所述第一弹簧组件同轴地布置，如径向地布置在所述第一弹簧组件内，其中所述第三弹簧组件与所述第一弹簧组件之间具有至少部分轴向重叠。
35.根据权利要求24到32中任一项所述的制品，其中所述组织介接组件在致动/穿透之后至少部分可溶解或变软。
36.根据权利要求17到23中任一项所述的制品，其中所述组织介接组件包括射流注射组件，并且其中所述第一弹簧组件被配置成以允许所述液体活性药剂穿透所述管腔壁的胃粘膜下层的穿透速度通过所述射流注射组件排出液体活性药剂。
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