JP2019516436A - 胃内デバイスの故障を決定するためのシステムおよび方法 - Google Patents

胃内デバイスの故障を決定するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

肥満症を治療するためのデバイスおよび方法が提供される。より詳細には、胃内デバイスと、それを製作し、配備し、膨張させ、位置付け、追跡し、モニタし、収縮させ、回収する方法が提供される。

Description

［関連出願の参照による組込み］
[0001]本出願は、２０１６年４月１２日に出願された米国出願第１５／０９７，０７２号の、一部継続出願である。前述の出願は、その全体がここに参照により組み込まれ、これにより明らかに本明細書の一部をなす。
[0002]肥満症を治療するためのデバイスおよび方法が提供される。より詳細には、胃内デバイスと、胃内デバイスを製作し、配備し、膨張させ、位置付け、追跡し、モニタし、収縮させ、回収する方法とが提供される。
[0003]肥満症は、先進国における主要な健康問題である。肥満症になると、高血圧、糖尿病、および多くのその他の深刻な健康問題を発症させる危険性が、より高くなる。米国では、過体重または肥満症であることの合併症に、米国の成人３名のうちほぼ１名が罹ると推定され、それに要する年間医療コストは８００億ドルを超え、間接コスト、たとえば逸失賃金も含めると総年間経済コストは１２００億ドルを超える。まれな病状以外、体重増加は過食に直接相関する。
[0004]体重を低減させるための非侵襲的方法は、挙動を修正することによってまたは食欲が低減するように薬理学的介入を行うことによって、代謝活性を増大させてカロリーを燃焼させることおよび／またはカロリー摂取量を低減させることを含む。その他の方法は、胃の容積を低減させる手術、ストーマのサイズを制限するための結紮、および胃の中の空間を占有することによって食欲を低減させる胃内デバイスを含む。
[0005]胃内容積占有デバイスは、少量の食物しか食べなかった後に満腹感を患者に与える。したがって、人は膨満感で満足しているが、カロリー摂取量は減じられる。現在利用可能な容積占有デバイスには、多くの欠点がある。たとえば、いくつかのデバイスを挿入するのに、複雑な胃の処置が必要とされる。
[0006]米国特許第４，１３３，３１５号は、その内容の全体が参照によりここに組み込まれるものであり、膨張可能なエラストマーバッグとチューブとの組合せを含む、肥満症を低減させるための装置を開示している。バッグは、飲み込むことによって患者の胃の中に挿入することができる。バッグに取着されたチューブの遠位端は、患者の口内にあるままである。第２のチューブを鼻腔内で蛇行させて、患者の口内に到達させる。患者の口内に位置付けられたチューブの端部を接続して連続チューブを形成し、患者の鼻を通してバッグまで流体連絡させる。あるいは、バッグを、胃の処置によって埋め込むことができる。患者が食べる前にバッグをチューブ内で所望の程度にまで膨張させて、食物に対する欲求が低減されるようにする。患者が食べた後、バッグを収縮させる。チューブは、治療の過程全体を通して患者の鼻または腹腔から外に延びる。
[0007]米国特許第５，２５９，３９９号、第５，２３４，４５４号、および第６，４５４，７８５号は、それらの内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、手術によって埋め込まなければならない体重制御のための胃内容積占有デバイスを開示している。
[0008]米国特許第４，４１６，２６７号、第４，４８５，８０５号、第４，６０７，６１８号、第４，６９４，８２７号、第４，７２３，５４７号、第４，７３９，７５８号、および第４，８９９，７４７号、ならびに欧州特許第２４６，９９９は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、内視鏡により挿入することができる、体重制御のための胃内容積占有デバイスに関する。これらの中で、米国特許第４，４１６，２６７号、第４，６９４，８２７号、第４，７３９，７５８号、および第４，８９９，７４７号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、所望の端部を実現するようにある特定の手法で表面の輪郭が形成されるバルーンに関する。米国特許第４，４１６，２６７号および第４，６９４，８２７号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、そのバルーンは、胃腔内の固体および液体の通過が容易になるようにフレアのついた中心開口を持つ円環形状である。その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，６９４，８２７号のバルーンは、複数の滑面凸状突起を有する。突起は、胃壁に接触する表面積の量を低減させ、それによって、胃の粘膜との過剰な接触からもたらされる悪影響を低減させる。突起は、固体および液体が通過し得る、バルーンと胃壁との間のチャネルも画定する。その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，７３９，７５８号のバルーンは、その周囲にブリスターを有し、噴門または幽門に対して緊密に据えられないようにしている。
[0009]その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，８９９，７４７号および第４，６９４，８２７号のバルーンは、収縮したバルーンおよび解放可能に取着された管材を胃管内に押し下げることによって挿入される。米国特許第４，７２３，５４７号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、そのバルーンを位置決めするための、特に適合された挿入カテーテルを開示している。その開示の内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，７３９，７５８号では、フィラーチューブがバルーンの挿入を行う。その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，４８５，８０５号では、バルーンが、患者の喉の下方に挿入された、従来の胃管の端部に紐によって取着された指サックに挿入される。欧州特許第２４６，９９９号のバルーンは、一体的な鉗子を備えた胃カメラを使用して挿入される。
[0010]その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，４１６，２６７号、第４，４８５，８０５号、第４，６９４，８２７号、第４，７３９，７５８号、および第４，８９９，７４７号と欧州特許第２４６，９９９号では、バルーンが、患者の口から下方に延びるチューブからの流体により膨張する。これらの特許では、バルーンには、自己封止穴（その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，６９４，８２７号）、注入部位（その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，４１６，２６７号および第４，８９９，７４７号）、自己封止充填弁（その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，４８５，８０５号）、自己閉鎖弁（その内容全体が参照によりここに組み込まれる欧州特許第２４６，９９９号）、またはダックビル弁（その内容全体が参照によりここに組み込まれる米国特許第４，７３９，７５８号）が設けられている。米国特許第４，７２３，５４７号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、細長く厚いプラグを使用し、バルーンは、プラグを通して空気源に取着された針を挿入することにより充填される。
[0011]米国特許第４，６０７，６１８号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、折り畳み式中空構造が形成されるように接合された半剛性骨組み部材で形成された、折り畳み式器具について記述している。器具は膨張可能ではない。器具は、折り畳み式器具を解放するように特に適合された、突き出し棒を有するブジーを使用して、内視鏡により胃に挿入される。解放されると、器具は、そのより大きく緩んだサイズおよび形状に戻る。
[0012]米国特許第５，１２９，９１５号は、その内容全体が参照によりここに組み込まれるものであり、飲み込むことが意図されかつ温度の影響下で自動的に膨張する、胃内バルーンに関する。温度の変化によって胃内バルーンを膨張させ得る３つの方法が論じられている。固体酸および無毒性炭酸化合物または重炭酸化合物を含む組成物を、体温で融けるチョコレート、ココアペースト、またはココアバターのコーティングによって水から分離する。あるいは、体温で融ける無毒性植物または動物脂肪でコーティングし、水の存在下にした、クエン酸およびアルカリ重炭酸化合物が、同じ結果をもたらすことができる。最後は、固体酸および無毒性炭酸化合物または重炭酸化合物を、ブラダーを飲み込む直前に破壊するのに十分である低強度合成材料の隔離パウチによって、水から隔離する。隔離パウチの破壊は、酸、炭酸化合物、または重炭酸化合物、および水の混合を引き起こし、バルーンが即座に拡張し始める。熱による膨張誘発の欠点は、安全な自己膨張胃内バルーンに望ましくかつ必要とされる、膨張のタイミングの制御の度合いおよび再現性をもたらさないことである。
[0013]飲み込んだ後、食物および経口医薬は、１分足らずで患者の胃に典型的には到達する。食物は、平均して１時間〜３時間、胃の中に保たれる。しかし滞留時間は、非常にばらつきがあり、患者の空腹または満腹状態などの因子に依存する。したがって胃内バルーンの膨張の適正なタイミングは、様々な態様の胃内デバイスの首尾良くなされる配備における因子である。タイミングは、食道閉塞をもたらす可能性のある食道での時期尚早の膨張、または腸閉塞をもたらす可能性のある手遅れの膨張を、回避するように選択される。同様に、患者または介護者に対して、胃内バルーン内での選択された故障メカニズム、たとえば収縮に関連した事象を警告するシステムのように、胃内バルーンの制御された収縮は腸閉塞を回避するのに望ましい。
[0014]胃内バルーンデバイスが収縮またはその他の漏出関連事象に供されるか否かをインビボ決定するデバイスおよび方法が、依然として求められている。
[0015]自由に浮動するまたは係留された胃内容積占有デバイス、あるいは所定範囲内の容積および／または内部圧力を経時的に維持するデバイス、または経時的な容積および／または内部圧力の所定の調節を受けるデバイスが、開示される。所定の容積および／または内部圧力を維持することにより、構造の一体性を侵すデバイスに対するストレスを最小限に抑えることができ、時期尚早のおよび／または制御されない収縮あるいはその他のデバイスの故障を防止する。経時的な容積および／または内部圧力の所定の調節を受けることにより、デバイスによる治療の過程で胃のサイズの変化に順応するよう事前に選択された、容積プロファイルを得ることができる。デバイスは、自己膨張（自動膨張とも呼ばれる）することができ、または膨張可能であり（テザーを介して手動で膨張するともいう）、漏出または収縮事象を警告するメカニズムを含むことができる。
[0016]容積占有デバイスと、そのようなデバイスを製造し、配備し、膨張させ、追跡し、位置付け、収縮させ、回収するための方法が、提供される。好ましい態様のデバイスおよび方法は、過体重および肥満の個人を治療するのに用いられてもよい。好ましい態様のデバイスを用いる方法は、侵襲的処置を利用する必要がなく、むしろデバイスは、カテーテルを取着させてまたは取着させずに患者によって単に飲み込まれ得る。患者の胃に入ると、デバイスは、事前に選択された流体、たとえば気体、液体、蒸気、またはこれらの混合物により膨張して、事前に選択された容積になる。したがって、ここでの様々な態様について記述するための１種の流体、たとえば「気体」、たとえば初期充填気体の使用は、その他の流体の使用も同様に排除しない。さらに、「流体」、たとえば初期充填流体は、固体、液体、蒸気、または気相中に、流体、たとえば気体または液体に取り込まれた、混合された、運ばれた、またはその他の手法で閉じ込められた１種または複数の材料も含む。流体は、限定するものではないが空気、窒素、ＳＦ６、その他の気体（複数可）、生理食塩液、純水、液体もしくは蒸気であって外部環境条件（たとえば、室温）下にあるものを含み、これらは、それぞれ蒸気または気体をインビボ温度（たとえば、ＳＦ６）などで形成して容積占有サブコンポーネントに入れ、それによって膨張させる。流体は、同様に様々なその他の流体または非流体材料であってもよくまたは含んでいてもよく、これらの材料には、生理的に許容される流体、たとえば水性流体、たとえば水、１種以上の添加剤（たとえば、電解質、栄養素、香料、着色剤、塩化ナトリウム、グルコースなど）を含む水、または生理食塩液などが含まれる。デバイスの壁は、その特定の流体、たとえば気体の拡散特性に合わせて、事前に選択される。インビボ環境に入ると、デバイス内の気体（複数可）はデバイスの壁を通して外に拡散し、気体はインビボ環境からデバイス内に拡散する。インビボ環境からデバイス内への気体の拡散特性を考慮して、デバイスの壁、およびデバイスを膨張させるのに最初に用いられる気体（複数可）を事前に選択することにより、デバイスの容積および／または内部圧力は、事前に選択された範囲内で維持することができ、あるいは容積および／または圧力変化の事前に選択されたプロファイルに従うことができる。所定の期間の後、デバイスを、内視鏡ツールを使用して除去することができ、または容積を減少させもしくは収縮させて患者の消化管の残部を通過するようにする。
[0017]膨張は、患者が飲み込んだ後は最初にデバイスと流体接触したままの、除去可能なカテーテルの使用によって実現されてもよい。あるいは膨張は、自己膨張プロセスによって実現されてもよく、たとえば、飲み込んだ後にデバイス内に含有される気体発生コンポーネントが反応することにより、デバイスが胃に到達したときにデバイス内に気体を発生させ、または、除去可能なカテーテルを使用することによって、デバイス内に、気体発生プロセスにおける１種以上のコンポーネントを導入することによる。
[0018]デバイスの容積占有サブコンポーネントは、柔軟な気体不透過性の生体適合性材料、たとえばポリウレタン、ナイロン、またはポリエチレンテレフタレートなどの、射出、ブロー、または回転成型によって形成されてもよい。容積占有サブコンポーネントの気体透過性／不透過性を制御するのに使用され得る材料には、透過性を低減させたい場合、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、金、または任意の貴金属、サラン、およびコンフォーマルコーティングなどが含まれるが、これらに限定するものではない。デバイスの壁の気体不透過特性を高めるため、望む場合には、容積占有サブコンポーネントは、１種以上の気体障壁化合物でさらにコーティングされてもよく、あるいは、気体不透過性障壁を提供する金属化表面として、Ｍｙｌａｒポリエステル被膜コーティングまたはケルバライト、銀、またはアルミニウムで形成されてもよい。
[0019]他の態様では、デバイスは、最小限に抑えられた不快感しか患者にもたらさない状態でデバイスを飲み込むことができるようにデバイスがパッケージ化されている、送達状態を用いる。送達状態では、デバイスはカプセルにパッケージ化されていてもよい。あるいはデバイスは、デバイスを拘束しかつ飲込みを容易にするように、動作可能な材料でコーティングされていてもよい。たとえば、湿潤、温度処理、潤滑、および麻酔薬などの医薬品による処理も含め、デバイスを飲み込み易くする様々な技法を用いてもよい。
[0020]デバイスは、故障または構造一体性に有害であることを示す事象、たとえば胃内バルーンの内容物の漏出、内部容積もしくは圧力の損失、収縮、または胃内バルーンのコンポーネント（たとえば、バルーンの壁、バルーンの継ぎ目、バルーンの弁、または弁構造に関連したコンポーネント）の損傷もしくはその他の危険状態に胃内バルーンが供されたか否かを、患者、介護者、または医師が決定するのを可能にする、１つまたは複数のコンポーネントを組み込む。コンポーネントは、バルーンもしくはそのコンポーネントに、またはその内部に組み込むことができ、あるいは、バルーンもしくはそのコンポーネントにまたはその内部に付加されたまたは添着された追加のコンポーネントとして、あるいはバルーンの故障を示す性質を有する追加のコンポーネントとして設けることができる。
[0021]第１の側面では、胃内バルーンに組み込まれたデバイスを含む胃内バルーンであって、デバイスは、胃内バルーンの故障を患者または介護者に警告するように構成されており、デバイスは、胃液に曝露されるとロイコメチレンブルーに還元されるよう構成されたメチレンブルーを含む、胃内バルーンが提供される。
[0022]第１の側面の態様では、故障は、胃内バルーンの自発的収縮である。
[0023]第１の側面の態様では、故障は、胃内バルーン内に含有された充填流体の漏出である。
[0024]第１の側面の態様では、デバイスは、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ、またはメチレンブルーを２０ｍｇ〜４０ｍｇ、またはメチレンブルーを３０ｍｇ含む。
[0025]第１の側面の態様では、デバイスは、胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである。
[0026]第１の側面の態様では、デバイスは、生理的に許容される液体中の溶液または懸濁液中のメチレンブルーである。
[0027]第２の側面では、胃内バルーンの故障を検出するための方法であって、方法は、胃内バルーンの故障を患者または介護者に警告するよう構成された、メチレンブルーを含むデバイスを含む、胃内バルーンを患者の胃に導入すること；初期充填流体を、胃内バルーンの管腔に導入して、胃内バルーンを膨張させること；膨張した胃内バルーンを、胃内バルーンの故障が生じるまでインビボ胃内環境に曝露し、それによってメチレンブルーを胃液に曝露し、ロイコメチレンブルーに還元すること；およびロイコメチレンブルーの排出後に患者の尿の青緑色を観察することを含む、胃内バルーンの故障を検出することを含む、方法が提供される。
[0028]第２の側面の態様では、故障が、胃内バルーンの自発的収縮である。
[0029]第２の側面の態様では、故障が、胃内バルーン内に含有される充填流体の漏出である。
[0030]第２の側面の態様では、デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ、またはメチレンブルーを２０ｍｇ〜４０ｍｇ、またはメチレンブルーを３０ｍｇ含む。
[0031]第２の側面の態様では、デバイスが、生理的に許容される液体中の溶液または懸濁液中のメチレンブルーである。
[0032]第２の側面の態様では、デバイスが、胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである。
[0033]第２の側面の態様では、デバイスが、初期充填流体とは別に、胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである。
[0034]第２の側面の態様では、デバイスが、初期充填流体と共に、胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである。
[0035]第３の側面では：壁および管腔を有する胃内バルーンと；胃内バルーンの管腔内に含有される固体形態のメチレンブルーとを含む、胃内容積占有デバイスであって、メチレンブルーは、胃液に曝露されるとロイコメチレンブルーに還元されることによって胃内容積占有デバイスの故障を示すよう構成されていて、胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらす、胃内容積占有デバイスが提供される。
[0036]第３の側面の態様では、故障が、胃内バルーンの自発的収縮である。
[0037]第３の側面の態様では、故障が、胃内バルーン内に含有される充填流体の漏出である。
[0038]第３の側面の態様では、充填流体がＳＦ６である。
[0039]第３の側面の態様では、充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである。
[0040]第３の側面の態様では、固体形態が、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される。
[0041]第３の側面の態様では、メチレンブルーが純粋な状態である。
[0042]第３の側面の態様では、メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている。
[0043]第３の側面の態様では、デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む。
[0044]第３の側面の態様では、デバイスが、メチレンブルーとの組合せで赤色放出色素をさらに含み、この組合せは胃内バルーンの管腔内に含有され、この組合せは、胃液に曝露されると胃内容積占有デバイスの故障を示すよう構成されていて、胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫の尿をもたらす。
[0045]第３の側面の態様では、赤色放出色素がベタラインである。
[0046]第４の側面では、胃内容積占有デバイスの故障を検出するための方法であって、方法は、胃内バルーンおよび固体形態のメチレンブルーを含む胃内容積占有デバイスを患者の胃に導入することであり、胃内バルーンが壁および管腔を有しかつメチレンブルーが胃内バルーンの管腔内に含有される、導入すること；初期充填流体を胃内バルーンの管腔に導入して、胃内バルーンを膨張させること；ならびに膨張した胃内バルーンを、胃内バルーンの故障が生じるまでインビボ胃内環境に曝露することであり、それによって、メチレンブルーが胃液に曝露されてロイコメチレンブルーに還元されて、胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらす、曝露することを含む、方法が提供される。
[0047]第４の側面の態様では、故障が、胃内バルーンの自発的収縮、または胃内バルーン内に含有される充填流体の漏出である。
[0048]第４の側面の態様では、充填流体がＳＦ６である。
[0049]第４の側面の態様では、充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである。
[0050]第４の側面の態様では、固体形態が、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される。
[0051]第４の側面の態様では、メチレンブルーが純粋な状態にある。
[0052]第４の側面の態様では、メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている。
[0053]第４の側面の態様では、メチレンブルーが、赤色放出色素との組合せで存在し、この組合せは、胃液に曝露されたときに胃内容積占有デバイスの故障を示すよう構成されていて、胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫の尿をもたらす。
[0054]第４の側面の態様では、デバイスは、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む。
[0055]第５の側面では、本明細書および／または図面に実質的に記述されるような胃内デバイスが提供される。
[0056]第６の側面では、本明細書および／または図面に実質的に記述されるような方法が提供される。
[0057]第１の側面から第６の側面までの態様の特徴の何れかは、ここで明らかにされる全ての側面および態様に適用可能である。さらに、第１の側面から第６の側面までの態様の特徴の何れかは、独立して、何らかの方法で、ここに記述されるその他の態様と部分的にまたは全体的に組合せ可能であり、たとえば、１つ、２つ、または３つ以上の態様を、全体としてまたは部分的に組み合わせ可能にしてもよい。さらに、第１の側面から第６の側面までの多様の特徴の何れかは、その他の側面または態様に対して任意にしてもよい。方法の任意の側面または態様は、別の側面または態様のシステムまたは装置によって行うことができ、システムの任意の側面または態様は、別の側面または態様の方法を行うように構成することができる。
[0058]図１Ａは、好ましい態様による、膨張状態にある例示的な胃内容積占有デバイスの斜視図である。 [0058]図１Ｂは、好ましい態様による、膨張状態にある例示的な胃内容積占有デバイスの斜視図である。
[0059]以下の記述および例は、詳細に、本発明の好ましい態様を例示する。当業者なら、その範囲により包含される本発明の数多くの変形例および修正例があることが理解されよう。したがって好ましい態様の記述は、本発明の範囲を限定すると考えるべきではない。
[0060]本明細書で使用される「分解可能な」という用語は、広義の用語であり、当業者にとってその通常の習慣的な意味が与えられ（特殊なまたは特別な意味に限定されない）、限定するものではないが、収縮が生ずるようにバルーンの構造一体性が損なわれる（たとえば、化学的、機械的、またはその他の手段（たとえば、光、放射線、熱など）によって）プロセスを指す。分解プロセスは、浸食、溶解、分離、消化、崩壊、層間剥離、粉砕、およびその他のそのようなプロセスを含むことができる。摂取後の、所定の時間後または所定の時間窓以内の分解が、特に好ましい。
[0061]ここで使用される「ＣＯ２障壁材料」という用語は、広義の用語であり、当業者にとってその通常の習慣的な意味が与えられ（特殊なまたは特別な意味に限定するものではない）、限定するものではないが、シミュレートされたインビボ条件下（湿度１００％および対応３７℃）でＣＯ２に対する透過率が１０ｃｃ／ｍ２／日以下である材料を指す。ここで使用される「インビボ条件」という用語は、実際のインビボ条件、たとえばインビボ胃内条件と、シミュレートされたインビボ条件の両方を指す。ＣＯ２に対する材料の透過率は、その下で透過率が測定される条件に応じて、様々になる可能性がある。
[0062]ここで使用される「飲込み可能」という用語は、広義の用語であり、当業者にとってその通常の習慣的な意味が与えられ（特殊なまたは特別な意味に限定するものではない）、限定するものではないが、外側カプセルおよびその構成要素が正常な蠕動運動を介して胃に送達されるような、患者によるバルーンの摂取を指す。好ましい態様のシステムは飲込み可能であるが、飲込み以外の方法による摂取によっても構成される。システムの飲込み可能性は、少なくとも部分的には、自己膨張システム用の外側容器サイズと、手動膨張システム用のカテーテルおよび外側容器サイズとによって誘導される。自己膨張システムの場合、外側カプセルは、内側容器およびその構成要素、投与前に注入される活性化剤の量、バルーンのサイズ、およびバルーンの材料の厚さを収容するのに十分である。システムは、好ましくは、平均的な正常な食道直径未満のサイズのものである。
[0063]ここでは、１つ以上の故障指示コンポーネントを備えた経口的に摂取可能なデバイス用のシステムについて記述される。好ましい態様では、デバイスは、消化管を横断することもできる。デバイスは、たとえば胃内容積占有デバイスとして役立ててもよい。デバイスは、現行の胃内容積占有デバイスに見出される上述の問題および欠点の１つ以上を克服する。ある特定の態様では、特殊なデバイスについて記述されるが、材料および方法はその他のデバイスに適用できることも理解される。
[0064]好ましい態様の対象をより明瞭に記述するために、同じサブコンポーネントの異なる態様を、単一の関連ある表題の付いた副題の下で記述することにする。この編成は、異なるサブコンポーネントの態様を本発明により組み合わせ得る手法に、限定するものではない。現在開示されている磁気、電磁、および超音波システムで使用される、様々なサブコンポーネントは、様々な追跡および視覚化のサブコンポーネントについて論じる任意の１つまたは複数のセクションも含め、それらの各々の副題が付けられたセクションの下でまたは任意のその他のセクションにおいて論じることができる。
飲込み可能な胃内バルーンシステム
[0065]選択された好ましい実施形態による、飲込み可能な自己膨張または膨張可能な胃内バルーンシステムは、下記のコンポーネント：バルーンの管腔にまたは内側容器に流体を添加するための自己封止弁システム（「弁システム」）、収縮し圧縮された状態にあるバルーン（「バルーン」）、および外側カプセル、容器、またはコーティング（「外側容器」）であってバルーンを収容するものを含む。自己膨張バルーンの場合、１つ以上のＣＯ２発生コンポーネントを含有する内側カプセルまたはその他の容器（「内側容器」）が、バルーンの管腔の内側に存在する。システムは、口へのおよび／または食道を通したバルーンの送達を容易にするための様々なコンポーネント（「送達コンポーネント」）を含んでいてもよい。
[0066]膨張可能なバルーンの場合、膨張流体源、カテーテル、および管材（「膨張可能なアセンブリ」）が、胃の中への摂取または留置後にバルーンを膨張させるために設けられる。自己膨張バルーン構成では、弁は、接着剤またはその他の手段（たとえば、溶接）によってバルーンの内面に好ましくは取着され、自己封止弁を介してバルーンの管腔に液体活性化剤を注入するための針またはその他の手段によるバルーンの壁および内側容器の穿刺を防止する、注射スペーサが設けられる。バルーンに対する管材の解放可能な取着を行う弁は、膨張可能なバルーン構成に設けられる。好ましくは、膨張可能な構成においてバルーンに取着された（たとえば、その内面に）自己封止弁システムは、「ユニバーサル」であり、または飲込み可能なカテーテルもしくは医師が支援するカテーテルに適合可能である。弁システムは、針アセンブリを含みかつ膨張が完了した後にカテーテルを取り外すための機構も提供する小型カテーテルを使用して、バルーンを膨張させるように働く。
[0067]外側容器は、好ましくは圧縮状態（たとえば、折り畳まれ、および巻かれる）でバルーンを組み込み、好ましくは活性化液体を自己膨張バルーン構成のバルーンに注入させるのに十分な空間を備えており、この液体活性化剤は、内側容器内に含有される膨張剤との接触により、内側容器の分離、浸食、分解、および／または溶解とＣＯ２の発生とを開始し、その後、ＣＯ２気体の圧力に起因して、外側容器の分離、浸食、分解、および／または溶解を引き起こす。膨張可能なバルーン構成では、外側容器は、圧縮状態のバルーンを組み込むことしか必要ではない。
[0068]好ましい態様の飲込み可能な胃内バルーンシステムの、選択されたコンポーネントは、放射線不透過リングを備えたシリコーンヘッド、トリミングされた３０Ｄシリコーン隔壁、Ｎｙｌｏｎ ６注射スペーサ、圧縮バルーン、内側容器（自己膨張の場合）、および外側容器を、組み立てられていない形態のシステムの構成要素として含むことができる。完全に組み立てられた外側容器は、液体活性化剤が注入されるよう穿刺するための隔壁（自己膨張の場合）または管材を接続するためのポート（膨張可能である場合）と並べられた、通気孔を含むことができる。以下にさらに論じるように、特に好ましいシステムのコンポーネントは、ここに記述される属性を保有し；しかしある特定の態様では、その他の属性および／または価値を有するコンポーネントを利用するシステムを、用いることができる。
[0069]好ましい態様によるデバイスは、患者による摂取と、侵襲的方法を用いる必要のない配備とが意図される。したがって好ましい態様のデバイスは、不快感を最小限に抑えた状態で患者が飲み込むことができる、コンパクトな送達状態に順応するように動作可能であることが望ましい。胃に入ると、デバイスは、実質的により大きい配備状態をとることが望ましい。送達状態から配備状態への移行形態を実現するために、デバイスは膨張に供される。
内側容器
[0070]ある特定の態様では、バルーンは自己膨張するように構成される。自己膨張構成で膨張を開始するために、気体を発生させるように活性化する気体発生コンポーネントが提供される。活性化剤は、基準径が２５〜３２の針を有する注射器を使用して好ましくは注入される。針の長さは、好ましくは約０．２５インチ（０．６ｃｍ）〜１インチ（２．５４ｃｍ）の長さであり、３０秒以内に膨張剤の全体積を送達させる流量を創出するようになされているが、それは内側容器を物理的に損傷させない手法／流れ／流動でなされており、それによって、時期尚早のＣＯ２発生および膨張が引き起こされる。活性化剤は、好ましくは純水、または２０℃で最大５０％濃度の無水クエン酸を含有する溶液、またはその均等物であって無水クエン酸の溶解度に基づいて様々な溶液温度にあるものである。好ましくは、システムは、約０．３ｍｌ〜約４．５ｍｌの外側容器内で圧縮形態にあるとき、バルーンの中心管腔に占有可能な空隙を有するように構成され、したがって対応する体積の活性化剤を、空隙に注入することができるようになる。
[0071]一態様では、折り畳む前に、ＣＯ２発生用の膨張剤を含む自由に浮動する内側容器を、自己封止弁システムに対して好ましくは垂直に並べて、隔壁／注射スペーサがカプセルの先端の直上に配置されるようにする。バルーンは、内側容器を収容する。自己封止弁システムは、バルーンの壁の内部に接着剤により接着され、バルーンの反転構成は、パッチで封止された穴を通して反転することによって提供される。バルーン壁の上部約１／４を、内側カプセルの上に折り畳み、カプセルが存在するプリーツは、紙飛行機を作製する第２の工程で形成されるプリーツと同様に折り目が付けられ、次いで左側にまたは右側に折り重ねる。次いで球の底部約３／４を、２つ以下の折り目が付くように蛇腹状に折り畳み、カプセル上に折り畳む。次いで左半分をカプセルの右半分の上に折り畳み、またはその逆を行って、羽根が触れるようにする。次いで材料を、きつく巻かれたロールが創出されるまで巻き上げる。次いでデバイスを、外側容器の内部に配置する。
[0072]自己膨張構成では、バルーンは、内側カプセルの周りにポケットが形成されるように折り畳まれて、その結果、自己封止弁システムを通して注入された液体は、全バルーン表面積の１０％未満の面積に、確実に含有されるようになる。内側カプセルが設けられていないので、膨張可能な構成にポケットを設けることは必ずしも必要ではない。バルーンは、折り畳みの総数が最小限に抑えられるように折り畳まれ、その結果、外側材料への可能性ある損傷、または障壁特性が損なわれることが、最小限に抑えられるようになる。合計の折り畳みの数は、好ましくは１０個未満である。バルーン材料は、外側容器内のバルーンに適合させるのに必要な折り目の数が最小限に抑えられるように、可能なときは全て巻かれる。この巻上げは、管腔材料の損傷を防止しようとするためにも行われる。自己封止弁は、互いの上に層状化される折り畳みの数を最小限に抑えるように、バルーンの中心から外れた場所にも好ましくは構築される。
[0073]自己膨張構成では、バルーンの壁を形成する材料を加工し折り畳んで、バルーンに注入された開始剤が内側容器内の反応物の近位に維持されるようこの開始剤を局在化させることによって、反応効率を最大限にする。バルーンは、反応が開始しかつ外側容器が分離すると、最大限可能な表面積が創出されるような手法でバルーンが拡がって、このバルーンが幽門括約筋を容易に通過することができなくなるように、折り畳まれる。膨張剤および活性化剤中の反応物の比は、バルーンの管腔内の任意の残留液体のｐＨが酸性であるように選択され、ｐＨが６未満では、胃酸を進入させる任意のバルーンの漏出または破れが追加のＣＯ２発生を引き起こさないように、かつ意図しない再膨張をもたらさないようになされる。
[0074]自己膨張構成では、膨張剤は、内側容器を保持するのに十分な空間および／または体積を最小限に抑えつつ、ＣＯ２発生のための反応物にとって良好な表面積利用可能性をもたらす形状に圧縮され、形成され、またはその他の手法で保持される。好ましくは、内側容器は、約０．７４８インチ（１．９ｃｍ）〜１．０６インチ（２．７ｃｍ）の長さ（最長寸法）、および約０．２３９インチ（０．６ｃｍ）〜約０．３７６インチ（１ｃｍ）の直径または幅を有する。内側容器の容積は、好ましくは約０．４１ｍｌ〜約１．３７ｍｌである。内側容器は、好ましくは、標準の押込み嵌めゼラチンカプセルの形をとるが、押込み嵌めカプセルの代わりにゼラチンテープを使用してもよい。ゼラチンは、任意の適切なゼラチン、たとえばブタ、ウシ、または菜食動物とすることができる。容器は、好ましくは膨張剤を含有するために利用され；しかし追加の封止またはその他のカプセル化を用いて膨張のタイミングを制御することができる。ゼラチンは、内側容器として使用するのに特に好ましく；しかしその他の材料、たとえばセルロースも、使用するのに適切であるとすることができる。システムの内部容積を最小限に抑えるために、単一の内側容器のみ含むことが一般に好ましく；しかし、ある特定の態様では、２つ以上の内部容器を有利に用いることができる。自己膨張のタイミングは、大きい食物粒子の正常な食道移行時間および正常な胃内容排出時間に基づいて選択され、したがってバルーンは、食道の通路を遮断することができるサイズに膨張しないようになり、または時期尚早に幽門括約筋を通過しないようになる。タイミングは、活性化剤が内側カプセルの隣りのバルーン内に実質的に局在化するように、バルーンを圧縮することによっても制御され、効率的なＣＯ２自己膨張方法が創出される。バルーンの膨張は、内側容器の分解を引き起こす液体活性化剤によって開始され、その結果、内側容器内の膨張剤は液体活性化剤に接触するようになり、それによって気体発生反応が開始する。
[0075]自己膨張バルーン用の内側容器は、バルーンの管腔内に収容され、バルーンの自己膨張のためのＣＯ２発生器を収容する。ＣＯ２発生器は、容器内に収容される膨張剤混合物を含む。好ましくは、使用される膨張剤の約１０％〜約８０％が、粉末化クエン酸を含み、その残りは粉末化重炭酸ナトリウムを含む。十分な膨張剤は、ＣＯ２発生反応の終了後にバルーンが上述の呼び膨張圧力で膨張を実現するように、提供される。好ましくは、膨張するバルーンサイズに応じて、合計で約０．２８〜４グラムの膨張剤混合物を用い；好ましくは最大１．１５グラムの重炭酸ナトリウムを、粉末化クエン酸である残りと共に使用して、呼び圧力でＣＯ２を３００ｃｍ３発生させる。
外側容器
[0076]バルーンは、好ましくは、カプセルまたはその他の保持、含有、またはコーティング構造（「外側容器」）に収縮され折り畳まれた状態で、自己膨張とカテーテルを介した膨張の構成の両方で提供される。外側容器は、好ましくは標準の押込み嵌めゼラチンカプセルの形をとり、この押込み嵌めは、収縮された／折り畳まれたバルーンを含有するために利用されるが、ある特定の態様では、ゼラチンラップを有利に用いることができる。ゼラチンは、外側容器として使用するのに特に好ましいが、その他の材料、たとえばセルロースおよびコラーゲンなどの使用も適切とすることができる。好ましくは外側容器は、約０．９５インチ（２．４ｃｍ）〜２．５インチ（６．３ｃｍ）の長さ（最長寸法）と、約０．３５インチ（０．９ｃｍ）〜約０．９インチ（２．４ｃｍ）の直径または幅とを有する。内側容器の容積は、好ましくは約１．２ｍｌ〜約８．２５ｍｌである。自己膨張構成において、外側容器は、好ましくはそれぞれの端部に、１つ以上の穴、スリット、通路、またはその他の出口を備えた状態で好ましくは構成されて、通気孔として動作し、したがってこれらは、加工中に存在する凝縮体またはその他の周囲水分への膨張剤の曝露に起因して創出された任意の気体が、液体活性化剤の注射から３０秒を経る前に、反応効率に望ましくない影響を及ぼし得る時期尚早の内側容器の分離または分解を引き起こさないようになされている。そのような出口は、膨張可能な構成を膨張させるバルーンを準備するために、外側容器の溶解を促進させることもできる。外側カプセルの分解プロセス（たとえば、分離、溶解、またはその他の手法による開放）は、バルーンの膨張（自己膨張、またはカテーテルを介した膨張）によって引き起こされる圧力の蓄積によって促進させる。外側カプセルを短時間、水中に浸漬して、材料を軟化させることができるが、バルーンは、飲込みからバルーン膨張までの時間経過を最小限に抑えるために、飲み込む前は解放されない。膨張可能な構成では、外側容器に、膨張チューブ針アセンブリを収容するための穴が設けられ、カテーテル針ハウジングの直径は、外側容器の穴の直径に機械的に適合し、その結果、針は、バルーンアセンブリの押込みまたは飲込みが容易になるように収容されたバルーンを内部に維持しつつ、自己封止弁に挿入できるようになされている。好ましい態様では、外側容器がカプセルである。カプセルの遠位半分は、圧縮されたバルーンがカプセルに挿入されるとき、カプセルの前縁によるバルーン材料の摩耗が防止されるように、拡がっていてもよい。カプセルは、ゲルバンドで一緒に保持される２つの部分を含むこともでき、膨張をより素早く引き起こすことができるようにカプセルのより速い分離を可能にする、折り畳まれたバルーンを包含する。外側カプセルは、摂取された流体摂取（たとえば、水の摂取）との接触に起因して分解（たとえば、分離、溶解、またはその他の手法により開放）し、好ましくは５分以下で、より好ましくは２分以下で分解し、バルーン／カテーテルチューブが所定位置にある状態で患者に不快感を生じさせないようにする。
[0077]好ましい態様では、デバイスは、標準サイズのゼラチンカプセルに嵌め込まれる。カプセルは、胃に入る前にデバイスがカプセルから解放されなくなるようにまたはその他の手法で配備されなくなるように、公知の分解速度を有する材料で形成されてもよい。たとえば、カプセル材料は、１種以上の多糖および／または１種以上の多価アルコールを含んでいてもよい。
[0078]あるいはデバイスは、その送達状態において、飲込みも容易にしながらデバイスをその送達状態に拘束する物質で、コーティングされていてもよい。コーティングは、周囲圧力または正圧で実行され得る浸漬、スパッタリング、蒸着、または噴霧プロセスによって付着させてもよい。
[0079]ある好ましい態様では、カプセル化またはコーティングされたデバイスを、潤滑化しまたはその他の手法で処理して、飲込みが容易になるようにする。たとえば、カプセル化またはコーティングされたデバイスは、患者が飲み込む前に、湿潤させ、加熱し、または冷却してもよい。あるいは、カプセル化したまたはコーティングされたデバイスを、食道内のデバイスの通路を潤滑にする役割をすることになる粘性物質に、浸漬してもよい。可能性あるコーティングの例は、潤滑性および／または親水性の任意の物質とすることができ、グリセリン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、石油ゼリー、アロエ（ａｌｏｅ ｖｅｒａ）、ケイ素をベースにした材料（たとえば、Ｄｏｗ ３６０）、およびテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）が含まれる。コーティングは、スパッタリング、蒸着、または噴霧プロセスによって付着されてもよい。
[0080]追加の態様では、コーティングまたはカプセルに、１種以上の局所麻酔薬または鎮痛薬を含浸させまたはこれらの薬剤で処理して、飲込みを容易にする。そのような麻酔薬は、アミノアミド基の麻酔薬、たとえばアルチカイン、リドカイン、およびトリメカインと、アミノエステル基の麻酔薬、たとえばベンゾカイン、プロカイン、およびテトラカインを含んでいてもよい。そのような鎮痛薬は、クロラセプティックを含んでいてもよい。
[0081]ある特定の態様では、カプセルを投与したときに、食道の下方に移行するときに、および／または胃に入ったときに、カプセルが適切に配向するように、ある特定の端部でカプセルに重みを付けてもよい。重み付けコンポーネントは、ポリマー材料または膨張反応物を含んでいてもよい。
[0082]飲込み可能な自己膨張胃内バルーンには、飲込み中に食道にある間の時期尚早の膨張が回避されるように、および幽門括約筋を通過しないよう胃に入ったときの十分な膨張が確実になされるように、自己膨張のタイミングを確実に制御する機構が設けられる。大きい食物粒子に関する正常な食道移行時間は、４〜８秒と記述されており、幽門を通る大きい食物粒子の胃内容排出は、少なくとも１５〜２０分間は生じない。外側容器は、液体活性化剤を注射後６０秒以上かつ１５分以下で、分離し、溶解し、分解し、浸食し、かつ／またはその他の手法で収縮／膨張バルーンを拡げることを可能にするように、好ましくは構成される。内側容器は、初期ＣＯ２発生化学反応を遅らせることにより、液体活性化剤の注射後３０秒よりも早いときにはバルーンを膨張させ始めるのに十分なＣＯ２が利用可能ではなくなるように、しかし十分なＣＯ２を発生させてバルーンの占有可能な容積の少なくとも１０％が３０分以内で充填されるように、バルーンの占有可能な容積の少なくとも６０％が１２時間以内で充填されるように、およびバルーンの占有可能な容積の少なくとも９０％が２４時間以内で充填されるように、好ましくは化学的に、機械的に、またはこれらの組合せで構成される。このタイミングは、医療専門家による外側容器内への活性化剤の注入、デバイスを患者に渡すこと、および患者による正常な蠕動手段による飲込みを、可能にする。このタイミングは、直径が７ｍｍを超える物体が容易に通過しないので、バルーンの胃内容排出を容易にすることができないように十分なサイズに膨張したバルーンによって、膨張していないバルーンの十二指腸への潜在的な通過も防止する。
送達コンポーネント
[0083]いくつかの態様では、デバイスの投与者は、デバイスを口に送達するのにまたはそれが最適な向きで食道内を通過するのを容易にするのに、送達ツールを使用することが有利と考えられる。送達ツールによれば、デバイスの投与者は、患者にデバイスを投与することの一部として、１種以上の膨張剤または膨張気体と共にデバイスを注入することが可能になる。好ましい態様では、そのような注入は、デバイスを送達ツールから口または食道内に解放するのに用いられる、投与者の同じ機械的動作（複数可）で実現されてもよい。たとえば送達ツールは、プランジャ、流体を含有するリザーバ、および注射針を含んでいてもよい。投与者は、順にまたはほぼ同時に注射針をデバイス内に押し遣りそれによってリザーバに含有される液体をデバイス内に注入する、プランジャを押す。その後にプランジャに力を加えることにより、デバイスは送達ツールから、患者の体内の所望の位置に押し出される。さらに送達ツールは、デバイスの飲込み可能性が容易になるように患者の口または食道に麻酔薬または潤滑剤を投与するサブコンポーネントを含んでいてもよい。
バルーン
[0084]好ましい態様の容積占有サブコンポーネント（「バルーン」）は、外面および内部空洞を画定する壁を形成する、柔軟な材料で一般に形成される。上述のサブコンポーネントの様々なものを、容積占有サブコンポーネントの壁または内部空洞の何れかに組み込んでもよい。容積占有サブコンポーネントは、患者の内部寸法および望ましい結果に応じてサイズおよび形状を変えることができる。容積占有サブコンポーネントは、半順応性になるように設計製作されてもよく、容積占有サブコンポーネントは圧力および／または温度の増加と共に延伸または拡張される。あるいは、いくつかの態様では、容積の増加に対してわずかな抵抗しか与えない順応性ある壁が、望ましいと考えられる。
[0085]球状容積占有サブコンポーネントは、ある特定の態様で好ましい。あるいは、容積占有サブコンポーネントは、穴がその中央にあるドーナツ形状になるように構築されてもよく、逆止め弁と同様に、幽門括約筋の全てまたは部分を覆うように胃の中で配向するような手法で、重みが付けられ成形されてもよい。次いで容積占有サブコンポーネントの中央の穴は、胃の内容物が小腸に入るための主要な通路としての役割をすることができ、胃から出る食物の通過を制限し、胃内容排出を低減させることによって満腹感を誘発する。容積占有サブコンポーネントは、胃内容排出を低減させることが望まれる程度に応じて、種々のサイズのドーナツ穴を備えて製造されてもよい。容積占有サブコンポーネントの送達、膨張、および収縮は、上述の方法の何れかにより実現されてもよい。
[0086]容積占有サブコンポーネントの壁は、強度が高くかつ薄いことが有利であり、患者の食道を移行するときにデバイスの圧縮体積が最小限に抑えられるようになる。ある特定の態様では、容積占有サブコンポーネントの壁材料は、容積占有サブコンポーネントに高いモジュラス値を与える二軸配向を備えた状態で製造される。
[0087]一態様では、容積占有サブコンポーネントは、ポリマー物質、たとえばポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、Ｎｙｌｏｎ ６、Ｎｙｌｏｎ １２、またはポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡ）で構築される。容積占有サブコンポーネントは、熱可塑性物質などの気体障壁特性を修正する（経時的に増大させる、低減させる、または変化させる）物質の１つ以上の層でコーティングされてもよい。
[0088]好ましくは、気体障壁材料は、容積占有サブコンポーネントを膨張させるのに使用され得る二酸化炭素またはその他の流体に対して低い透過率を有する。障壁層は、ベース材料に対して良好な接着性を有するべきである。好ましい障壁コーティング材料には、生体適合性ポリ（ヒドロキシアミノエーテル）、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、サラン、エチレンビニルアルコールコポリマー、ポリ酢酸ビニル、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、アクリロニトリルコポリマー、またはテレフタル酸およびイソフタル酸とエチレングリコールおよび少なくとも１つのジオールとのコポリマーが含まれる。代替の気体障壁材料は、ポリアミン−ポリエポキシドを含んでいてもよい。これらの材料は、溶媒または水性ベースの熱硬化性組成物として一般に獲得され、プリフォーム上に一般に噴霧コーティングされ、次いで熱硬化されて、完成した障壁コーティングを形成する。コーティングとして容積占有サブコンポーネントに付着され得る代替の気体障壁材料には、銀またはアルミニウムなどの金属が含まれる。容積占有サブコンポーネントの気体不透過性を改善するのに使用され得るその他の材料には、たとえば表１ａ〜ｂに列挙されるような、金または任意の貴金属、サランでコーティングされたＰＥＴ、およびコンフォーマルコーティングなどが含まれるが、これらに限定するものではない。
[0089]ある好ましい態様では、容積占有サブコンポーネントは、射出、ブロー、または回転成型される。そのような成型の直後、またはある硬化期間の後の何れかにおいて、気体障壁コーティングは、複合壁内に既に付着されていない場合には、付着されてもよい。
[0090]別の態様では、胃内容積占有サブコンポーネントは、容積占有サブコンポーネントの気体不透過性が改善されるよう、金属化表面としてＭｙｌａｒポリエステルフィルムコーティング銀、アルミニウム、またはケルバライトを使用して形成される。
[0091]容積占有サブコンポーネントの壁が、複数の材料層から構成される場合、そのような複数層を一緒に接続し、取着し、または保持するためのある特定の物質または方法を使用する必要があると考えられる。そのような物質は、溶媒またはエーテルをベースにした接着剤を含むことができる。そのような複数の層は、一緒にヒートシールされてもよい。そのような層が一緒に取着されて、（たとえば）容積占有サブコンポーネントに作製される材料のシートが形成されると、容積占有サブコンポーネントに作製するために、追加の処理工程をそのような材料に適用して一緒に封止させる（たとえば、ある程度の熱および圧力を加えることにより）ことも必要になると考えられる。したがって、容積占有サブコンポーネント内の追加の層として、封止するある特定の材料を含むことが有利と考えられる。たとえば、好ましい機械的および気体不透過特性を容積占有サブコンポーネントに与える、ＰＥＴとＳｉＯｘ層との組合せから構成される容積占有サブコンポーネントは、そのような容積占有サブコンポーネント内に封止可能なポリエチレンの層を含むことによって封止され得る。
[0092]好ましい態様の別の態様によれば、容積占有サブコンポーネントおよび収縮コンポーネントの機能は、部分的または全体的の何れかで組み合わされる。たとえば、容積占有サブコンポーネントは、所望の期間にわたって胃内で分解される物質で形成されてもよい。分解プロセスが容積占有サブコンポーネントの壁に破れを形成すると、容積占有サブコンポーネントは収縮し、分解し続け、消化管の残りの部分を通過する。
[0093]好ましくは、完全に構築された容積占有サブコンポーネントを得、内部空洞内の全ての空気を排出し、容積占有サブコンポーネントを折り畳みまたは圧縮して所望の送達状態にする、自動化プロセスが用いられる。たとえば容積占有サブコンポーネントからの空気の排出は、真空または機械的圧力（たとえば、容積占有サブコンポーネントを圧延すること）によって作動させてもよい。ある態様では、送達状態にあるときに容積占有サブコンポーネント内に生成された折り目の数を最小限度に抑えることが望ましい。
[0094]容積占有サブコンポーネントの収縮および／または膨張は、容積占有サブコンポーネントの壁内の１つ以上の注入部位を通して実現されてもよい。たとえば、２つの自己封止注入部位を、容積占有サブコンポーネントの対向する側面に組み込むことができる。容積占有サブコンポーネントは、容積占有サブコンポーネントから空気を排出するのに２本の小ゲージ針を用いる取付け具内に位置決めされてもよい。
[0095]一態様では、自己封止注入部位は、容積占有サブコンポーネントの内部に膨張サブコンポーネントの化学的要素を挿入するのに、さらに使用されてもよい。化学的要素を容積占有サブコンポーネントに注入した後、容積占有サブコンポーネントの排出を行うのに同じ針を使用してもよい。
[0096]容積占有サブコンポーネントは、たとえば負の真空圧力下でまたは正の外部圧力下で、送達状態にパックされることが、望ましいと考えられる。
[0097]容積占有サブコンポーネントの壁の材料は、最初に穿刺されまたは引き裂かけると、そのような穿刺または引裂きの点から比較的容易に引き裂けるように設計製作されてもよい。そのような性質は、たとえば、容積占有サブコンポーネントの壁の引裂きまたは穿刺によって容積占有サブコンポーネントの収縮が開始された場合に有利とすることができるが、それはそのような最初の引裂きまたは穿刺がその後で範囲を増大させ、収縮プロセスを速くしかつ／または最大限にする可能性があるからである。
[0098]容積占有サブコンポーネントは、その収縮の後に身体から出て行くのを容易にする潤滑物質によってコーティングされてもよい。可能性あるコーティングの例は、潤滑性および／または親水性の任意の物質とすることができ、グリセリン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、石油ゼリー、アロエ（ａｌｏｅ ｖｅｒａ）、ケイ素をベースにした材料（たとえば、Ｄｏｗ ３６０）、およびテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）が含まれる。コーティングは、周囲圧力または正圧で実行され得る浸漬、スパッタリング、蒸着、または噴霧プロセスによって付着されてもよい。
[0099]バルーン複合壁の材料は、参照によりその内容全体がここに組み込まれる米国特許公開第２０１０−０１００１１６−Ａ１号に記載されるものと同様の構築および組成とすることができる。材料は、好ましくは圧縮されたまたは圧縮されていない気体形態をとる流体、たとえばＮ２、Ａｒ、Ｏ２、ＣＯ２、もしくはこれらの混合物（複数可）、または大気（Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ、ＣＯ２、Ｎｅ、ＣＨ４、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｈ２、およびＸｅの混合物から構成される）であって胃空間濃度をシミュレートするものなどを含有することができる。ある態様では、バルーンは、膨張後、最長６カ月間、好ましくは少なくとも１〜３カ月間、流体（気体）を保持しかつ許容される容積を維持することができる。特に好ましい充填気体は、送達のために圧縮することができる無極性の大きい分子の気体を含む。
[0100]外側容器内に留置する前に、バルーンは収縮し、折り畳まれる。収縮状態の反転された構成では、バルーンは平らであり、反転した継ぎ目はバルーンの周囲に沿って延びる。自己封止弁システムは、収縮したバルーンの中心近くの管腔の内壁に添着され、内側容器は自己封止弁システムに隣接して位置決めされる。次いでバルーンの壁が折り畳まれる。バルーンの設計の一部として、外側容器にバルーンを嵌め込むのに必要な折り重ねの数（たとえば、二重または三重に重ねる）を最小限に抑えるため、「中心から外れて」留置されるような手法で、自己封止弁システムが製造される。たとえば、自己封止弁システムは、バルーンの中心から１／２ｒ±１／４ｒの場所に有利に留置することができ、式中、ｒは、隔壁を経てバルーンの中心から延びる線に沿ったバルーンの半径である。
[0101]好ましい態様では、自己膨張バルーンは、３６０度を巡って完全に封止される。針注射器による膨張剤の注入による自己膨張構成では、好ましくは中心管腔に対する外部開口またはオリフィスがない。膨張可能な構成では、弁構造（突出、リセス、またはバルーンの表面と同一平面にある）は、中心管腔に膨張流体を供給するために設けられる。バルーンは、「非反転」、「反転」、または「重なり」構成を有することができる。「非反転」構成では、継ぎ目または溶接部および継ぎ目のゆとりは、存在する場合には、膨張したバルーンの外側にある。「重なり合った」構成では、層は、任意に１つ以上の折り目で重ね合わされ、溶接部、継ぎ目または接着剤などを介して互いに固定され、その結果、滑らかな外面が得られる。「反転」構成では、バルーンは、継ぎ目、溶接部、または接着ビーズなどが膨張バルーンの内側にある滑らかな外面を有する。反転構成のバルーン、たとえば外部継ぎ目のゆとりのないバルーン（バルーンの縁部と溶接部、継ぎ目、または側面を一緒に接合するその他の特徴との間に壁の材料がない）を創出するために、バルーンを２等分したそれぞれを何らかの手法で一緒に接合する（たとえば、使用されるバルーン材料に基づいて、接着剤または熱などを使用して接着される）。バルーンを２等分した一方は、２等分したそれぞれを接着した後にバルーンがそれ自体を通るように引っ張られ、かつバルーンの継ぎ目が内側にあるようにする、開口を包含する。創出された開口は、好ましくは円形であるが、任意の類似の形状にすることができ、開口の直径は、好ましくは３．８ｃｍを超えず；しかしある態様では、より大きい直径が許容可能であってもよい。材料のパッチは、当初のバルーンの半分の開口を覆うように、接着される（使用される材料に基づいて、接着剤により、または熱溶接されるなど）。その後パッチが当てられる、そのように創出された反転穴は、膨張中に加えられる力がバルーン内の流体を維持するのに使用される材料を損なわないように、十分小さい。
[0102]最終アセンブリ内の膨張バルーンに関する好ましい形状は、楕円体であり、好ましくは回転楕円体または扁平楕円体であり、その呼び半径は１インチ（２．５ｃｍ）〜３インチ（７．６ｃｍ）であり、呼び高さは０．２５インチ（０．６ｃｍ）〜３インチ（７．６ｃｍ）であり、容積は９０ｃｍ３〜３５０ｃｍ３であり（３７℃、ならびに内部呼び圧力および／または完全膨張で）、内部呼び圧力（３７℃）は０ｐｓｉ（０Ｐａ）〜１５ｐｓｉ（１０３４２１Ｐａ）であり、重量は１５ｇ未満である。自己膨張バルーンは、ＣＯ２で自己膨張させるために構成され、胃の中にある場合には少なくとも２５日間、好ましくは少なくとも９０日間、当初の呼び容積の７５％超を保持するように構成される。膨張可能なバルーンは、事前に選択された期間（容積増加期間、容積減少期間、または定常状態容積期間の１つ以上を含む）にわたって事前選択された容積プロファイルが送達されるように、気体の適切な混合物で膨張させるために構成される。
[0103]デバイスの耐用寿命での安定した容積が好ましい、ある特定の態様では、バルーンは、その当初の呼び容積の少なくとも９０％〜１１０％の容積を維持するように構成される。その他の態様では、バルーンは、その耐用寿命にわたって容積を増加および／または減少させることが望ましくなる可能性がある（たとえば、線形的な手法で、段階的な様式、または別の非線形的な手法で）。その他の態様では、バルーンは、その当初の呼び容積の７５％〜１２５％の容積、または７５％〜１５０％の容積を維持する。
[0104]胃内デバイスは、単一の自由に浮動するまたは係留されたデバイスとすることができる。いくつかの態様では、自由に浮動する、または互いに係留される、たとえばブドウの房に類似した構成の、複数のデバイス（２、３、４、５、６、個以上）を提供することが望ましくなる可能性がある。個々のデバイスは、デバイスの全てに接続された１つの膨張システムで、同時に膨張させることができ、または各デバイスに、個別の膨張システムを設けることができる。
弁システム
[0105]好ましい態様では、金属同心シリンダ内に収容された自己封止隔壁を含有する自己封止弁システムが、提供される。膨張可能構成では、自己封止弁システムが、好ましくは、弁の一部分のみがバルーンの表面の外側にわずかに突出して確実に滑らかな表面になるように、バルーン材料の下側に接着される。膨張可能な構成に関する弁システムは、自己膨張構成に関して設計されたものと同じ自己封止隔壁を利用することができる。隔壁は、好ましくは２０ショアＡ〜６０ショアＤのデュロメータを保有する材料からなる。隔壁は、好ましくは形状が円筒形である同心金属保持構造の、より小さいシリンダに挿入されまたはその他の手法で製作される。より大きいシリンダ内の、より小さいシリンダは、カテーテル針スリーブ／針アセンブリと隔壁との位置合わせを制御し、カテーテル針がバルーン材料を穿刺しないように硬質障壁（針停止機構）を提供し、膨張およびその後の針の引き込み後に弁／隔壁を再度封止するように圧縮を行う。
[0106]同心弁システムは、埋め込み中に放射線不透過性をもたらすこともでき、好ましくはチタン、金、ステンレス鋼、またはＭＰ３５Ｎ（非磁性、ニッケル−コバルト−クロム−モリブデン合金）などである。非金属製ポリマー材料を使用することができ、たとえばアクリル、エポキシ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、ＰＥＥＫ、ＡＢＳ、またはＰＶＣ、またはＸ線の下で見えるように製造された（たとえば、バリウムと共に埋め込まれた）熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性ポリウレタンを使用することができる。
[0107]隔壁は、好ましくは円錐形であり、したがって圧縮力は、膨張後に自己封止するために最大限になる。自己封止隔壁は、加工／圧縮および外側容器内への挿入のために空気をバルーンから排出させ、膨張剤注射針（自己膨張構成）または膨張カテーテル針（膨張可能構成）によって穿刺を可能にし、次いでその後に、膨張剤注射針の引き込みまたは膨張カテーテルの脱着、および膨張プロセス中のバルーンの外側への気体漏出を著しく制限するカテーテル針の引き込み、および針の引き込み／カテーテルの脱着を可能にする。隔壁は、圧縮が得られるように、機械的嵌合機構を使用して弁内に挿入される。追加のリングを、内側シリンダの遠位端に留置して、追加の圧縮を行うことができ、その結果、隔壁材料は、それ自体を再度封止するのに十分稠密であることが確実になる。リングは、好ましくは本来金属であるが、非金属ポリマー材料、たとえばアクリル、エポキシ、または熱可塑性エラストマーもしくは熱可塑性ポリウレタンとすることもできる。リング材料は、好ましくはシリンダと同じ材料、チタンであるが、金、ステンレス鋼、またはＭＰ３５Ｎなどとすることもできる。
[0108]膨張可能構成では、同心弁ハウジングのより大きい外側シリンダが、内側のシリンダよりもわずかに硬いデュロメータ材料（５０ショアＡ以上）を含有するが、好ましくはシリコーンでもある。より硬いデュロメータ材料を使用する目的は、膨張のために針スリーブに接続したときに封止を確実にすることである。同心弁の外側リング内に位置付けられたシリコーンは、内面からバルーンに接着される。外側シリンダ全体が充填され、内側シリンダの直径よりわずかに大きくかつバルーンの外面に延びるこの同じ材料の小さい円形リップが提供される。リップは、ベル形状の針スリーブと適合性があり、加えられる膨張圧力に耐えるようにカテーテルに対する弁の接続を強化する封止をもたらし、カテーテルの張力も増大させる。このシリコーンリップは、好ましくはバルーン表面から２ｍｍを超えて突出せず、その結果、バルーン表面は比較的滑らかなままであり、粘膜の摩耗または潰瘍を引き起こさないことを確実にする。これは膨張および脱着のためにカテーテルの針スリーブに対して圧縮力を与えるように設計され、膨張カテーテルの針スリーブに接続されたとき、膨張プロセス中の接続力は３５ＰＳＩまで耐えることができる。次いで、４０ＰＳＩ超２００ＰＳＩ未満の静水圧を使用して、脱着中に封止を破壊することにより、接続力を破壊する。同心弁として好ましくは同じ材料で作製された２つの追加の保持リングは、金属と弁シリコーンとの間の封止をさらに強化するために弁システムに含まれ、適正な機械的嵌合を確実にするための追加の機械的支持を提供し、硬質（金属）弁システムからのシリコーン材料の滑り（張力の増大を引き起こす）を妨げることが意図される。
[0109]膨張可能な構成に関する対する弁構造は、機械的嵌合機構を使用して、カテーテルによる膨張およびその後のカテーテルの脱着のための自己封止可能弁の機能を提供し；しかしプライマーおよび／または接着剤を使用して、アセンブリを維持する際の追加の支持をもたらしてもよい。構成は、金属コンポーネントの表面を修飾することによって修正することができ、より粘着性になりまたは滑り易くなって、所望の機械／締まり嵌めが得られる。弁とカテーテルとの間の締まり嵌めは、膨張および／または脱着に関する圧力要求条件が変化するように修正することができる。追加のアセンブリは、金属部分または同心システムをシリコーンにオーバーモールドすることを含むことができ、その結果、機械的嵌合を確実にするための追加の支持リングと引張り強さとカテーテルの膨張および脱着中にアセンブリを維持するのに必要な力とを、省略することができるようになる。
[0110]膨張可能な構成における弁全体の直径は、直径が８フレンチ（２．７ｍｍ、０．１０５インチ）を超えない小型カテーテルシステムに嵌合するよう設計される。飲込みを容易にするために、全直径は１インチ（２．５４ｃｍ）を超えず、好ましくは、０．５インチ（１．２７ｃｍ）未満である。追加の弁を、必要な場合には付加することができ、しかし、収縮された／折り畳まれたバルーンの容積（したがって外側容器の寸法）が可能な限り小さく維持されるよう、単一の弁を用いることが一般に好ましい。弁システムは、この弁システムを取り外すのに９ ｌｂｓ（４０Ｎ）よりも大きい剪断力が必要とされるように、バルーンの内面に好ましくは取着される。
[0111]自己膨張構成では、弁システムは、バルーンの壁にある開口、オリフィス、またはその他のコンジットを使用することなく、バルーンに取着することができる（たとえば、その内面に）。弁システムは、２０ショアＡ〜６０ショアＤのデュロメータを持つ隔壁を利用することができる。弁は、より高いデュロメータ、たとえば４０ショアＤ〜７０ショアＤ以上を有する保持構造体内に挿入されまたはその他の手法で製作することができる。保持構造は、シリコーン、ゴム、軟質プラスチック、または任意の適切な非金属ポリマー材料、たとえばアクリル、エポキシ、熱可塑性エラストマー、または熱可塑性ポリウレタンから製作することができる。好ましくは、金属製または非金属とすることができるが、放射線不透過性（たとえば、バリウム）でありＸ線の下で見える、または磁性もしくは磁化可能な、および磁場の感知によって検出可能な、リングなどの構造を、保持構造内に埋め込むことができる。異なるデュロメータの２つの構造の機械的嵌合機構を使用して、より大きい直径のより軟質のもの（隔壁）をぴたりと挿入することができ、より剛性のあるデュロメータ構造体は、一旦開放されたオリフィス内に圧縮力を創出して、ＣＯ２保持を可能にし、ＣＯ２気体の漏出に関する感受性を低減させることができる。放射線不透過性に関する金属リングも、隔壁に対する圧縮力を創出するのを助ける。自己封止隔壁は、加工／圧縮および外側容器への挿入のため、空気をバルーンから排出させ、また膨張を開始させるために膨張剤を外側容器に注入させる。追加の隔壁は、必要な場合には設けることができ；しかし収縮された／折り畳まれたバルーン（したがって、外側カプセル）の容積が可能な限り小さく維持されるよう、単一の隔壁を用いることが、一般に好ましい。弁システムは、好ましくは、弁システムを取り外すのに９ ｌｂｓ（４０Ｎ）よりも大きい剪断力が必要になるように、バルーンの内側に取着される。自己封止弁システムのシリコーンヘッドおよび不透過リングは、楔形の隔壁のように用いることができる。
[0112]自己膨張構成では、液体活性化剤をバルーンの管腔に注入するために針が自己封止弁に案内されるように、および収縮された／折り畳まれたバルーンの壁のどこかで針が突き抜けて、バルーンの管腔内の圧力を維持することができなくなるのを防ぐように、注射スペーサが好ましくは組み込まれる。注射スペーサは、液体活性化剤が内側容器または折り畳まれたバルーン材料に進入するのを防止し、それによって活性化剤を適切な手法で集束させて上述の基準に従いＣＯ２発生のために反応物を適正に混合することも容易にする。注射スペーサは一般に、チューブまたはシリンダの形をとる。注射スペーサは、好ましくは、接着剤またはその他の固定手段で内側容器および／または自己封止弁システムに取着され；しかし、ある態様では、注射スペーサは「自由に浮動する」ことができ、バルーンの壁の折り畳みまたは巻き上げによって所定位置に維持することができる。注射スペーサは、外側容器の分離、浸食、分解、消化、および／または溶解後に通すことができる任意の適切な材料を含むことができ；しかし好ましい材料には、４０以上の最小ショアＤデュロメータを持つ非金属材料、任意の金属材料、またはこれらの組合せを含む。カップ状の針ストッパ（注射スペーサ）は、好ましい態様で用いることができる。
膨張アセンブリ
[0113]ある好ましい態様では、容積占有サブコンポーネントに、管材を使用して流体を充填し、その後、管材を脱着し、容積占有サブコンポーネントから引き離す。容積占有サブコンポーネントの一端は、巻き解かれたときに口から胃までの食道の全長にわたる可能性のある十分な長さの管材に接続される、ポートを有する。この管材は、容積占有サブコンポーネントが膨張したら容積占有サブコンポーネントおよび自己封止から引き剥がすことができる自己封止可能な弁または隔壁と共に容積占有サブコンポーネントに接続される。医師またはその他の医療専門家は、患者がデバイスを飲み込むときに管材の一端を固定する。デバイスが胃の中に入ったら、医師はチューブを使用して流体、たとえば空気、窒素、ＳＦ６、その他の気体（複数可）、蒸気、生理食塩液、純水、あるいは外部周囲条件下（たとえば、室温）の液体または蒸気であって、それぞれインビボ温度で蒸気または気体を形成するもの（たとえば、ＳＦ６）などを、容積占有サブコンポーネントに移行させ、それによって膨張させる。流体は、生理的に許容される流体、たとえば水性流体、たとえば水、１種以上の添加剤（たとえば、電解質、栄養素、香料、着色剤、塩化ナトリウム、グルコースなど）を含む水、または生理食塩液なども含めて、同様に様々なその他の流体または非流体材料であってもよくまたはそのような材料を含んでいてもよい。容積占有サブコンポーネントが完全に膨張した後、管材が解放され、患者の体内から引き出すことができる。
[0114]チューブは、数多くの手法で解放されてもよい。たとえば管材は、管材に穏やかに力を加えることによってまたは引っ張ることによって、脱着させてもよい。あるいは、管材は、遠隔解放、たとえば磁気的または電子的解放を作動させることにより、脱着させてもよい。さらに管材は、自動排出機構によって容積占有サブコンポーネントから解放させてもよい。そのような放出機構は、膨張した容積占有サブコンポーネントの内部圧力によって作動させてもよい。たとえば、排出機構は、特定の圧力に対して感度が高くてもよく、この圧力を超えると開放してあらゆる過剰な圧力を解放し、同時に管材を解放する。この態様は、患者の胃の中の容積占有サブコンポーネントの膨張における不測の出来事を回避する働きをする安全弁と、チュービングの解放との組合せを通して、望ましい特徴を提供する。
[0115]この自動解放態様は、デバイス膨張ステップをより緊密にモニタし制御することができることも、提供する。現行の技術は、一般にクエン酸などの活性化剤を注入後４分の時間枠で膨張を開始する、自己膨張胃内容積占有サブコンポーネントを可能にする。この手法では、容積占有サブコンポーネントは、ある場合には、胃の中に入る前に（たとえば、食道内）膨張し始め、または胃のダンピング症候群もしくは急速胃内容排出の患者では、容積占有サブコンポーネントは、膨張が生じる時間の前に小腸内で終わる可能性がある。したがって、ある態様では、容積占有サブコンポーネントが正しい場所にあることが確認されると、命令で容積占有サブコンポーネントを膨張させることが望ましいとすることができる。
[0116]ある態様では、容積占有サブコンポーネントは、徐々にまたは経時的にいくつかの工程で膨張することが有利であってもよく、または容積占有サブコンポーネントは、事前に選択された範囲内の体積および／または内部圧力を維持することが有利であってもよい。たとえば、所望の収縮時間前に容積占有サブコンポーネントから気体が逃げた場合、デバイスは、その拡張状態を保存するために再度膨張することが有益であるとすることができる。
[0117]小型のカテーテルによって手動で膨張させた胃内バルーンシステムは、ある態様で用いることができる。システムは、好ましくは、「飲込み可能」なままである。送達用のバルーンは、圧縮状態にあり、好ましくは直径４フレンチ（１．３５ｍｍ）以下である柔軟な小型のカテーテルに取着される。カテーテルは、カプセル化されたバルーンと共に送達するためにカテーテルの一部分を束ねることができまたはそれ自体の上に巻き付けることができるように設計され、患者は、カテーテルとバルーンの両方を飲み込んで胃に送達することが可能になる。バルーンは、胃腔に到達すると、カテーテルの取着およびバルーンの膨張のための自己封止可能弁システムを収容することができる。カテーテルの近位端は、患者の口のすぐ外側に残すことができ、好ましい膨張流体（気体または液体）を収容することができる膨張流体容器に接続することが可能になる。膨張後、カテーテルをバルーン弁から脱着し、口内を経て引き戻すことができる。この方法は、胃内バルーンがその飲込み可能性を維持することを可能にするが、カテーテルを介した流体源または流体源の混合による膨張を可能にする。あるいは、より剛性の高い押込み可能なシステムを用いることができ、そのバルーン弁は、飲込み可能な柔軟なカテーテルまたは押込み可能な剛性の高いカテーテルアセンブリの何れかに適合する。
[0118]ここに記述される膨張カテーテル（飲込み可能または投与者の支援により押込み可能）は、バルーンデバイスを経口的にかつ任意の追加のツールなしで、送達するよう構成される。投与手順は、意識下鎮静もしくはその他類似の鎮静処置を必要とせず、または送達のための内視鏡ツールを必要としない。しかしデバイスのその他のタイプを、可視化のために内視鏡ツールと併せて使用することができ、またはバルーンデバイスが経鼻的にも送達することができるよう適合させることができる。
[0119]動作時、膨張カテーテルの近位端を弁またはコネクタに接続して、膨張源または切断源との接続を可能にするが、これは好ましくはＹアームコネクタまたは膨張弁である。コネクタ材料は、ポリカーボネートまたは同様のものからなるものであってもよく、単一またはマルチルーメンカテーテルチューブに接続することができる。膨張カテーテルの遠位端は、ゼラチンカプセル内に圧縮され収容されたまたはゼラチンバンドを使用して圧縮されたバルーンの、ユニバーサルバルーン弁に接続される。カテーテルチューブは、好ましくは直径が１フレンチ（０．３３ｍｍ）〜６フレンチ（２ｍｍ）である。カテーテルは、好ましくは、口を経て外に拡がるよう十分長く（膨張コネクタまたは弁に接続される）、食道を横断して少なくとも胃の中央まで−約５０〜６０ｃｍ−降下する。測定の刻み目を、管材またはカテーテルに付加して、チューブの端部が位置付けられる場所を特定するのを支援する。膨張のタイミングは、２つの解剖学的な出所間の異なるｐＨに基づいて食道（ｐＨ５〜７）と胃（ｐＨ１〜４）との間での場所の差を決定するｐＨセンサをチューブに収容させることにより開始することができ、または収容された空間（すなわち、食道）対それほど制約のない空間（すなわち、胃）で予測される圧力から誘導されまたは検証することができる。チューブは、飲込みのタイミングを考慮して、体温に対して調整可能な伝達を有するニチノールを含有することもできる。チューブは、単一カテーテル上の一連のカプセル化されたまたは圧縮されたバルーンに接続することもできる。それぞれ、別々に膨張し解放することができる。解放されたバルーンの数は、患者のニーズおよび所望の体重減少に合わせて調整可能にすることができる。ある態様では、胃内バルーンまたはカテーテルは、以下に詳細に論じるように、両方のまたは何れかのデバイスの磁化可能なコンポーネントの磁場を感知することによって、体内に位置付けられまたは追跡される。
[0120]ある態様では、遠位端にバルーンを持つカテーテル（空気で膨張）を、バルーンを所定位置に一時的にかつしっかり保持するのに用いる。小さい収縮バルーンカテーテルは、胃バルーン（たとえば、「バルーン内のバルーン」）のヘッドを通して位置決めすることができ、次いで送達中に空気で膨張させて、カプセルおよびバルーンを所定位置にしっかり保持し、バルーンがカテーテルから自発的に脱着するのを防止することができる。このバルーンカテーテルは、より大きい胃バルーンを膨張させる（気体または液体によって）こともできる二重チャネルを組み込むことができる。胃バルーンが、満足のいく状態に十分に膨張したら、小さい空気バルーンカテーテルを収縮して弁から引き出し（弁を自己封止させる）また身体から引き出し、胃の中に膨張した胃バルーンを残すことができる。
[0121]他の実施形態では、カテーテルは、飲込み可能性が高まるようにコーティングされてもよく、または飲込みが容易になるように１種以上の局所麻酔薬または鎮痛薬を含浸させ、もしくはそれらで処理される。そのような麻酔薬は、アルチカイン、リドカイン、およびトリメカインなどのアミノアミド基の麻酔薬と、ベンゾカイン、プロカイン、およびテトラカインなどのアミノエステル基の麻酔薬とを含んでいてもよい。そのような鎮痛薬は、クロラセプティックを含んでいてもよい。
二重管腔カテーテル
[0122]好ましい態様では、飲込み可能な二重管腔カテーテルが提供される。二重管腔カテーテルは、５フレンチ（１．６７ｍｍ）以下、好ましくは４フレンチ（１．３５ｍｍ）以下の完成アセンブリの直径を持つ２つの管腔を有する。内側管腔は、好ましくは３フレンチ（１ｍｍ）を超えず、膨張チューブとして機能し、外側管腔は、好ましくは５フレンチ（１．６７ｍｍ）を超えず、切断チューブとして機能し；内側および外側管腔は、それぞれその直径が２フレンチ（０．６６ｍｍ）および４フレンチ（１．３５ｍｍ）を超えない。カテーテルアセンブリは、以下にさらに詳述される針アセンブリに、遠位端で、かつ二重ポート膨張コネクタに、近位端で接続される。カテーテルアセンブリが用いる管材は、飲込み可能性に合わせて柔軟であり、捩れ耐性があり、体温に耐えることができ、酸に対して耐性があり、チューブが消化官を横断して胃腔内に入るときに生体適合性がある。チューブ材料は、好ましくは、軟質で柔軟性があり、中程度の引張り強さを有し、加えられる圧力を扱うのにかなりの量のフープ強度を有する。管腔は、好ましくは丸みが付けられ、同軸であり、柔軟性が得られるように自由に浮動する。二重管腔アセンブリも、好ましくは接着剤または糊を必要としない。代替の管腔構成は、２つのＤ管腔またはＤ内腔と丸みの付いた管腔との組合せを含むことができ、最終的なカテーテルアセンブリの、より剛性の高い構成で使用することができる。管材に好ましい材料には、耐熱性ポリエチレン管材、たとえばＰＥＢＡＸ（登録商標）、または耐熱性ポリウレタン管材、たとえばＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ（商標）、ＰＥＥＫ、もしくナイロンが含まれる。管材は、生体吸収性材料、たとえばポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−アスパラギン酸（ＰＬＡＡ）、ポリ乳酸／グリコール酸（ＰＬＧ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、またはＤＬ−ラクチド−ｃｏ−ε−カプロラクトン（ＤＬ−ＰＬＣＬ）などから製造することもでき、この管材は、膨張および脱着後に解放することができ、通常どおり飲み込むことができる。
[0123]カテーテルアセンブリの遠位端で、内側管腔または膨張チューブを針アセンブリに取着するが、このアセンブリは、好ましくは、外側容器としてゼラチンカプセルの内側に収容されたバルーンの頂点の１つに位置付けられた、バルーンの自己封止弁を穿刺するのに使用される。外側内腔は、針スリーブに接続され、カテーテルアセンブリとバルーンとの間に接続力をもたらし、バルーン膨張圧力、たとえば最大１０ｐｓｉ以上の圧力に耐える引張り強さをもたらすと共に、アセンブリを一緒に維持する。針スリーブは、バルーン弁アセンブリと機械的に連結するよう構成される。針は、好ましくは金属で、好ましくはステンレス鋼または同様のもので作製され、その最大サイズは、膨張のタイミングを目的として２５ゲージ（０．４５５ｍｍ）、好ましくは３０ゲージ（０．２５５ｍｍ）以上である。針スリーブは、好ましくは軟質材料、たとえばナイロンまたは同様のものなどであり、またはポリカーボネート、ポリエチレン、ＰＥＥＫ、ＡＢＳ、またはＰＶＣとすることもできる。針スリーブは、針をその長さ全体にわたって覆い、身体が針から保護されるように、かつ針がバルーン隔壁のみを穿刺できるようにする。好ましくは針スリーブは、同一平面上にありまたは針の長さよりもわずかに長く拡がる。針は、飲み込む前にバルーン隔壁内に挿入され、バルーン弁のシリコーン領域に連結されたときに約０．３３ ｌｂ（０．１５ｋｇ）の保持力を維持する。針スリーブは、好ましくはわずかにベル形であり、または円形のレリーフもしくはリップを含有し、その結果、弁のシリコーン領域内に挿入されたときに、ロックおよびキーのメカニズムが創出されて、アセンブリの引張り強さを増大させ、膨張に対する封止を強化するようになる。
[0124]近位端では、カテーテルアセンブリを、好ましくはポリカーボネートで作製されたＹアダプタアセンブリに接続する。ｙアダプタは、膨張気体および接続流体が適切にカテーテルアセンブリに接続され、正しい管腔を下方に移行するように「キーが付けられる」。
[0125]膨張の前に、液体を使用して、切断管腔のプライム処理を用いてもよい。たとえば、外側管腔を、バルーン膨張の前に２ｃｃの水、生理食塩液、またはＤＩ水などで最初にフラッシングする。その後、膨張源容器を、内側管腔に繋がるコネクタに取着する。膨張源容器は、理想気体の法則および圧力減衰モデルの前提条件に基づいて作用する。所与の圧縮気体の配合物に関し、デバイスは、得られるバルーンの最終圧力よりも高い開始圧力がバルーンの膨張に使用されるように、等しくなるよう設計される。開始圧力および容積は、選択された気体配合物、ならびにカテーテルの長さおよび開始温度（典型的には周囲温度）、および終了温度（典型的には体温）に依存する。
[0126]膨張後、バルーンは、静水圧を使用してカテーテルアセンブリから脱着される。水、ＤＩ水、または好ましくは生理食塩液が充填された注射器が、Ｙアセンブリの雌端部に取着られる。注射器は、２ｃｃの液体を含有し、注射器プランジャが押し込まれると、針がバルーン弁から排出されるよう十分な水圧が加えられる。
単一管腔カテーテル
[0127]膨張カテーテルの直径をさらに低減し、それによって飲込み可能性の快適さを増大させるため、直径が２フレンチ（０．６６ｍｍ）を超えない単一管腔カテーテルを用いることができる。
[0128]針／針スリーブアセンブリは、ここに記述される二重管腔カテーテルの場合にその設計が類似している。しかし単一管腔システムでは、カテーテル管腔の遠位端が針スリーブのみに接続し、内側に第２のカテーテルはない。代わりに、針ハブに取着された単一のネジ山が、カテーテルの長さに沿って同軸上を走り、その結果、脱着および全体的な柔軟性に関する引張り強さを支援する。
[0129]針スリーブは、わずかにベル形でありまたは円形レリーフもしくはリップを収容し、その結果、弁のシリコーン領域内に挿入されたとき、ロックおよびキーのメカニズムが創出されてアセンブリの引張り強さを増大させ、膨張に関する封止を強化するようにし、これが単一の管腔アセンブリであるので、リップは、弁から針を取り出すのに必要とされる力を増大させ、したがって膨張プロセス中に偶然生じることはなない。
[0130]カテーテルの近位端は、三方弁に接続され、バルーンの膨張および脱着のため排除する方法を使用する。カテーテルの遠位端は、ナイロンまたはその他類似の供給源で作製される針スリーブを収容する。針は、金属製であり、好ましくはステンレス鋼である。
[0131]カテーテルアセンブリが用いる管材は、飲込み可能にするために柔軟であり、捩れ難く、体温に耐えることができ、酸に耐性があり、チューブが消化官を横断して胃腔内に入るときに生体適合性がある。チューブ材料は、好ましくは軟質で柔軟性があり、好ましくは同軸であり、ネッキングまたは座屈または捩じれに対して耐性がある。単一管腔システムの場合、カテーテルの管材は、好ましくはＰＥＢＡＸ（登録商標）で作製されるが、生体吸収性材料、たとえばＰＬＡ、ＰＬＡＡ、ＰＬＧ、ＰＣＬ、またはＤＬ−ＰＬＣＬなどを含むこともでき、このチューブは、膨張および脱着の後に解放され、通常どおり飲み込むことができる。針に取着されたカテーテル管材の内側のワイヤは、好ましくはナイロン単繊維であるが、Ｋｅｖｌａｒもしくはニチノールワイヤまたはその他の適切な材料を使用することもできる。
[0132]バルーンを膨張させるため、カテーテルの遠位端をバルーンカプセルに取着し、そこでは針が自己封止可能弁を通して突出する。容器が飲み込まれ、膨張カテーテルの一部分が、口の外側に出たままになる。膨張源容器を、近位の三法弁に接続し、そこで、膨張気体用のポートが、その他のポートを排除することによって選択される。膨張流体（好ましくは、圧縮窒素ガスまたは気体のガスの混合物）は、単一カテーテル管腔を下方に移行し、膨張気体は最小抵抗の経路、またはより具体的には、針空洞を経てバルーン内に入る経路を選択する。バルーンは、好ましくは３分未満で膨張する。
[0133]バルーン弁から針を脱着しかつ抜き出すために、２ｃｃまたはその他の適切な体積の水またはその他の液体を、高圧下でカテーテルに注入する。水は、高い表面張力および粘度を有するので、針の経路を閉塞させ、圧力が外側の針スリーブに伝達され、それによって、針スリーブとバルーン弁との間の嵌合が破壊される。
[0134]水または酸または任意の代替の液体など、物質をバルーン内に配置するのが望ましい場合、液体を注入するのに、より低い圧力を使用することによって行うことができる。
小型剛性体膨張カテーテル
[0135]ある態様では、剛性体膨張カテーテルを用いることができ、これをこれは経口的にまたは経鼻的に留置することができる。このシステムは、その直径が１フレンチ（０．３３ｍｍ）〜１０フレンチ（３．３ｍｍ）、好ましくは８フレンチ（２．７ｍｍ）とすることができる。より大きい直径が、押込み可能性を高めるのに典型的には好ましく、その壁厚も、押込み可能性および捩じれ耐性に関与する。チューブの長さは、約５０〜６０ｃｍにすることができる。上記にて論じたように、測定の刻み目を管材に付加して、チューブの端部がどこに位置付けられるかを明らかにし、またはカテーテル上のｐＨもしくは圧力センサを用いてバルーンの場所を検出することができる。
[0136]膨張／脱着用のこのシステムは、上述の二重管腔システムに類似しているが、より大きい直径のチューブを収容するための、より大きい針スリーブを備える。管腔内で使用することができる材料は、たとえば外側管腔には延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＥＰＴＦＥ）、内側管腔にはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む。押込み可能性も高めるために、歪み緩和デバイスを遠位端および近位端に付加することができる。カテーテルが喉頭をバイパスし、その後、食道に入るのを確実にするため、遠位端、たとえば１〜８インチ、好ましくは６インチに歪み緩和部を有することが特に好ましい。近位端も、たとえばＹアームに嵌合するのを確実にするように、歪み緩和部を有することができる。歪み緩和部に好ましい材料は、ポリオレフィンである。膨張／脱着のための方法は、二重管腔構成の場合と同じ方法であり、外側管腔が針スリーブに接続され、内側管腔が針に接続される。手順の一部として、患者は、デバイスの滑らかな下方への通過のために食道組織が拡張されるよう、水またはその他の適切な液体を飲み込むことができる。患者には、領域の感覚をなくしかつ咽頭反射を小さくするために、喉の奥に麻酔薬を投与することもできる。
[0137]チューブは、合計で最大１０００ｃｃ以上の体積を必要に応じて投与することができるように、単一カテーテル上の一連のカプセル化されたまたは圧縮されたバルーンに接続することもできる。それぞれ、別々に膨張し解放することができる。解放されたバルーンの数は、患者のニーズおよび所望の体重減少に対して調整可能にすることができる。
[0138]さらに、カテーテルは、「オーバーザワイヤ（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ｗｉｒｅ）」と呼ばれる血管形成術または急速交換カテーテルで使用されるバルーンカテーテルに類似の、胃内バルーンを投与するために使用することができる。この場合、患者は、カテーテルを飲み込もうと試みるが失敗し、したがって剛性カテーテル−または医師支援型カテーテルを、柔軟なカテーテル上に滑らせることができ、バルーンを、医師支援型カテーテルと同じ手法で押し下げることができる。種々の材料を使用して、様々な程度の柔軟性をもたらすことができ、または剛性の程度を変えるためにその長さ全体にわたって異なる直径を持つよう製作された１種の材料を、使用することができる。
[0139]飲込み可能な自己膨張バルーン構築方法および飲込み可能な膨張チューブ構築方法は共に、バルーンを留置する内視鏡検査の必要性を取り除き、バルーン投与プロセスの侵襲性を低くする。このことは、患者の体内に留置される全容積を「量調整可能（ｔｉｔｒａｔａｂｌｅ）」または調節可能にする。バルーンを３０日間留置する場合、患者は、食べずに膨満感を感じることがなくなることを経時的に報告してもよい。これを補うために、鎮静および内視鏡検査なしに容易に別のバルーンを留置することができる。非収縮バルーンを内視鏡により除去するとき、バルーン複合壁を異なる色でカラーコードして、患者の胃の中で残りの耐用寿命まで時間があるバルーンを保持しつつ、その耐用寿命の終わりにはバルーンが除去されるよう、医師が視覚的マーカーを有するようになることが望ましい。
[0140]さらに、バルーン壁は、自己封止弁から約１８０°の所にマークすることができ、その結果、バルーンが内視鏡により穿刺されたときに、より効率的に折り重ねられて、壁材料のその形状、剛性、および／または厚さに起因したバルーンによる食道の穿孔および／またはその他の損傷を引き起こすことなく、薄い壁の構造の除去が容易になる。
膨張流体容器
[0141]膨張流体容器は、バルーンの内側に配置された流体の量または体積を制御するのに用いられる。この容器は、たとえばＰＶＣ、ステンレス鋼、またはその他の適切な材料のキャニスタの形をとることができる。容器は、注射器の形をとることもできる。用いられる材料は、好ましくは気体の形をとる流体、たとえば圧縮もしくは非圧縮Ｎ２、Ａｒ、Ｏ２、ＣＯ２、もしくこれらの混合物（複数可）、または圧縮もしくは非圧縮大気（Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ、ＣＯ２、Ｎｅ、ＣＨ４、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｈ２、およびＸｅの混合物）を含有することができる。バルーンの複合壁材料およびそれぞれの拡散勾配および気体透過性特性は、胃内バルーンの膨張のための流体を選択するのに使用され、その結果、膨張したバルーンに関して経時的な所望の容積プロファイルが得られるようになる。膨張流体容器材料は、膨張カテーテルのｙアームコネクタまたは弁に接続される前に、流体の拡散または漏出がないことまたは最小限に抑えられることが確実になるように選択される。膨張流体容器は、好ましくは圧力ゲージおよびコネクタを組み込む。膨張が首尾良くなされたか否かまたはシステムのエラーによりバルーンを脱着すべきか否かを医療従事者に知らせるスマートチップを含有することもできる。
[0142]バルーンの「飲込み可能性」を維持するため、および処置中の患者の快適さを確実にするため、カテーテルが口／食道内に留置される時間の長さを最小限に抑えることが好ましい。膨張のタイミングは、時間が適切に最小限に抑えられるように選択することができる。外側容器−カテーテルアセンブリは、飲み込まれると、胃に達するまで約４〜８秒要する。胃に入ったら、膨張源容器をカテーテルシステムの弁またはポートに取着することができる。膨張のタイミングは、カテーテルの長さ、カテーテルチューブの直径、開始温度、および開始圧力を選択することによって制御することができる。窒素に関する理想気体の法則、およびＢｏｙｌｅの法則（Ｐ１Ｖ１＝Ｐ２Ｖ２）を使用して、開始体積／圧力の量を誘導することができ、温度を膨張源容器内で制御して、身体の温度に一致させる。飲み込んだ後に５分未満、好ましくは２〜３分の膨張時間を有し、その後、バルーンの脱着およびカテーテルの引き出しを行うことが望ましい。バルーンの膨張（好ましくは、３分未満）を誘導するのに使用される入力は、膨張容器の容積と、膨張流体のタイプ（好ましくは、圧縮気体または圧縮気体混合物）と、開始圧力と、カテーテルの長さおよび直径と、バルーンの所望の最終容積および圧力とを含む。このように、直径の差に起因して、２フレンチのカテーテルシステムは、同じ時間枠で同じ目標のバルーン容積および圧力を達成するのにより高い開始圧力を必要とするが、これは同じ圧縮気体配合の使用を想定する。一般に、同じ流量／体積でより高い圧力から開始することにより、膨張時間を短縮することができることが理解される。
[0143]膨張源容器は、圧力減衰システムに基づいてエンドユーザにフィードバックを提供する。バルーンが適正に膨張するか否かを示す、予測される開始圧力および予測される終了圧力がある場合、内視鏡による可視化は必要ではない。予測される圧力出力の各シナリオは、偽陽性の可能性が低減されるようにそれに関するそれ自体の許容差を有することができ、膨張流体容器は、バルーンの膨張および脱着の状態に関するこれらの許容差を基にしたフィードバックを提供することができる。このことは、理想気体の法則に基づいて誘導され、バルーンの固定容積に基づいて予測された終了圧力がある。圧力が高いままでありかつ予測された通りに減衰しない場合、この状態は、システムに故障があることを示すことができる（たとえば、バルーン容器が溶解せず、バルーンが、たとえばチューブの捩れまたはカテーテルシステムでのその他の故障があるので、食道内で拡張している）。たとえば、膨張流体として窒素のみを使用して、首尾良く減衰させるため、開始圧力は、バルーンを２５０ｃｃに膨張させるのに２２ＰＳＩであり、ナイロンベースの材料に関しては１．７ｐｓｉ（０．１２０ｋｇ／ｃｍ２）である。首尾良くなされたバルーンの膨張を示すため、マスチップを膨張源容器に付加することができ、それによって、視覚的、聴覚的、または触覚的通知の少なくとも１つを提供し、あるいはその他の手法で膨張が首尾良くなされたか否か、または圧力曲線と一組の所定の圧力公差および予測される膨張のタイミングとに基づいてシステム内にエラーがあるか否かの通知を、医療従事者または投与者に伝達する。
[0144]バルーンが経験している可能性のある、拘束の任意の程度（たとえば、カプセルが溶解するがバルーンは食道もしくは十二指腸にあり、またはバルーンが胃の中にあり、カプセルが溶解していない）を、ゲージ出力を読み取ることによって検出するための別の方法は、少なくとも２つのリザーバ（１つは大きく、１つは小さい）および少なくとも２つのゲージを有する膨張キャニスタであって、第２のリザーバへのまたはバルーン自体への気体放出を選択するために１つ以上の弁を備えたものを用いることである。２つのリザーバでは、より大きいリザーバが、バルーンを充填するのに必要な流体の全量を含有することができる。少量の流体は、より大きいリザーバからより小さいリザーバへと最初に放出することができ、その結果、バルーンの場所と完全膨張に向けたその準備が決定される。より小さいリザーバ内の少量の流体がバルーンカテーテル内に放出され、かつより小さいリザーバのゲージに関するフィードバックが圧力が高いことを示す場合、バルーンはカプセル内に収容されたままであり、膨張する準備ができていないことを示す。ゲージが媒体圧力レベル（たとえば、１〜４ｐｓｉ）を読み直すとき、バルーンは、食道または十二指腸などの拘束空間内にあることが示され、膨張させるべきではない。ゲージ上で読み取られたバルーンカテーテルのフィードバックが約１ｐｓｉであるとき、バルーンは胃の中にあり、膨張する準備ができたことが示される。フィードバックが０ｐｓｉの場合、バルーン弁カテーテルシステムの漏出が示され、デバイスを回収すべきであることが示される。バルーンが胃空間内で検出されたら、より大きいリザーバを開放し、バルーンをその所望の圧力に膨張させる。
[0145]あるいは、バルーンは、バネ機構、バルーン内バルーン（ｂａｌｌｏｏｎ−ｗｉｔｈｉｎ−ｂａｌｌｏｏｎ）機構、またはその他の圧力源を使用することにより、開始圧力に基づいて充填することができる。これらの機構は潜在的に、より予測可能な／一貫した圧力減衰曲線をもたらすことができ、やはりエンドユーザへのフィードバックに関して付随する所定の許容差を有することができる。
複合壁
[0146]バルーンの複合壁に関して選択される材料は、著しい拡散なしに当初の膨張気体を維持するように最適化されてもよく、または、バルーンが胃の中に留置されたら、胃の環境内に位置付けられた気体の拡散、たとえばＣＯ２、Ｏ２、アルゴン、またはＮ２を、バルーンの壁を通して拡散させてバルーンを部分的にまたは全体的に膨張させてもよい。流体（液体または気体）を、ここに記述される膨張カテーテル（複数可）を使用してバルーンの内側に付加することもでき、その結果、バルーンの複合壁の拡散方向と、いつ静止状態になるかを内部および外部環境に基づき変更することもできる。
[0147]窒素、ＣＯ２気体、単一流体（気体）、または気体の混合物によって膨張した胃内バルーンは、障壁特性（流体保持）と、胃環境またはバルーンの中心管腔内の環境におけるｐＨおよび水分条件に対する耐性を与える特性と、胃の運動性の力、インビボでのバルーン壁の摩耗、バルーンの製造および折り畳み中の損傷に耐える構造特性とを備える複合壁を用いる。バルーン材料に用いられる、ある材料は、異物（たとえば、食物粒子）を小さく破壊するように設計された、好ましくない胃環境に耐えることができる。胃環境が包含する変数のいくつかは、下記の通りである：胃液ｐＨ １．５〜５；温度約３７℃；相対湿度９０〜１００％；胃空間気体分の進入；および胃の食物摂取状態に基づく可変周波数およびサイクル時間における０〜４ｐｓｉの一定の胃の運動性外部圧力。胃の運動性によって与えられた外部圧力も、バルーンの表面に摩耗を引き起こす可能性がある。バルーン管腔の内側は、自動収縮のタイミングでバルーンに注入された溶液からの水分、または外部湿潤環境に起因して膜を横断して移動した任意の水分を含有する可能性がある。これらの環境ストレスに加え、壁材料は生体適合性要件を満たし、壁（障壁材料）の全厚が、圧縮されかつ著しい損傷または引っかかりなしで飲込み可能なサイズの容器（「外側容器」）の内側に留置されるのに十分な薄さであるように構築される。外側容器は、食道（約２．５ｃｍの直径を有する）を超えるように十分小さい。壁または障壁材料は、バルーン構築用に熱形成可能であり封止可能でもあり、初期膨張圧力によって発生する最大１０ｐｓｉの内部気体圧力、ならびにシステムの気体環境が静止状態に達するまで胃腔から気体分子が進入することに起因する圧力を含有することができる、結合強さを維持する。バルーンの複合壁で使用するための適切さを決定するために評価されるフィルム特性には、耐ｐＨ性、水蒸気透過率、気体障壁特性、機械的強度／摩耗特性、耐温度性、成形可能性、耐曲げ割れ（Ｇｅｌｂｏ）性、表面エネルギー（湿潤性）コンプライアンス性、および熱結合潜在性が含まれる。
[0148]複合壁内の様々な層は、１つ以上の望ましい特性をバルーンに与えることができる（たとえば、ＣＯ２保持、水分に対する耐性、酸性環境に対する耐性、加工のための湿潤性、および構造強度）。複数層プリフォームシステム（「複合壁」）に組み合わせることができるポリマー樹脂およびコーティングのリストを、表１ａ〜ｂに提示する。これらのフィルムは、接着剤で一緒に結合され、共押出しされ、もしくはタイ層を介して接着され、またはこれらの組合せで結合することができ、その結果、以下に論じられるように複合壁に関する性質の所望の組合せを得ることができる。表１ａ〜ｂのフィルムコーティングとして特定される材料は、ベースポリマーフィルムに付着されるコーティング、たとえばＰＥＴ、ナイロン、またはその他の構造層として提供される。
流体保持層
[0149]好ましい態様では、複数の層を使用するブレンドされたポリマー樹脂は、意図される使用の持続時間にわたって膨張流体を保持することにより、膨張したバルーンの形状および容積を維持するのに用いられる。食品包装およびペットボトル産業で広く使用される、ある特定の障壁フィルムは、バルーンの複合壁においてこの目的のため有利に用いることができる。好ましくは、障壁材料は、二酸化炭素（または容積占有サブコンポーネントを膨張させるのに代替としてまたは追加として使用される、その他の気体、液体、または流体）に対して低い透過率を有する。これらの障壁層は、ベース材料に対して良好な接着性を好ましくは有する。好ましい障壁コーティング材料およびフィルムには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、ポリアミド、たとえばＮｙｌｏｎ（ＰＡ）およびＮｙｌｏｎ−６（ＰＡ−６）、ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、生体適合性ポリ（ヒドロキシアミノエーテル）、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、サラン、エチレンビニルアルコールコポリマー、ポリ酢酸ビニル、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ナノポリマー（たとえば、ナノクレイ）、ポリイミド熱硬化性フィルム、ＥＶＡＬＣＡ ＥＶＡＬ ＥＦ−ＸＬ、Ｈｏｓｔａｐｈａｎ ＧＮ、Ｈｏｓｔａｐｈａｎ ＲＨＢＹ、ＲＨＢ ＭＩ、Ｔｅｃｈｂａｒｒｉｅｒ ＨＸ（ＳｉＯｘコーティングＰＥＴ）、Ｔｒｉａｄ Ｓｉｌｖｅｒ（銀金属化ＰＥＴ）、Ｏｘｙｓｈｉｅｌｄ ２４５４、Ｂｉｃｏｒ ８４ ＡＯＨ、アクリロニトリルコポリマー、およびテレフタル酸およびイソフタル酸とエチレングリコールおよび少なくとも１種のジオールとのコポリマーが含まれる。代替の気体障壁材料は、ポリアミン−ポリエポキシドを含む。これらの材料は、典型的には溶媒ベースのまたは水性ベースの熱硬化性組成物として提供され、典型的にはプリフォーム上に噴霧コーティングされ、次いで熱硬化されて、完成した障壁コーティングを形成する。コーティングとして容積占有サブコンポーネントに付着させることができる代替の気体障壁材料は、銀またはアルミニウムなどの金属を含む。容積占有サブコンポーネントの気体不透過性を改善するのに使用されてもよいその他の材料には、金または任意の貴金属、サランでコーティングされたＰＥＴ、およびコンフォーマルコーティングが含まれるがこれらに限定するものではない。
[0150]膨張流体の拡散を遅延させるために包装産業で使用される１つの方法は、材料を厚くすることである。材料を厚くすることは、一般には好ましくないが、それは患者がバルーンを飲み込めるようこのバルーンを所望の送達容器サイズに折り畳むために、複合壁の全厚が好ましくは０．００４インチ（０．０１０ｃｍ）を超えないからである。
[0151]バルーンの耐用寿命の過程で胃の環境に耐えることができる多層ポリマーフィルムは、Ｎｙｌｏｎ１２フィルムに接着剤で結合された直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含む。あるいは、障壁特性を備えた追加のフィルム層、たとえばＰＶＤＣを、複合壁に付加することができる。
[0152]気体障壁特性をもたらす層は、複合壁中に内層として好ましくは位置付けられるが、それはナイロンおよび同様のものなど「構造的」と見なされる樹脂よりも機械的剛性が低いからである。
構造層
[0153]ポリウレタン、ナイロン、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの層は、構造上の目的のために複合壁に付加することができ、好ましくは、最外（胃環境の近位またはバルーンの中心管腔の近位）層として配置されるが、ただしそのような層の耐ｐＨ性は、胃またはバルーンの中心管腔の酸性環境に耐えることができる。その他の層を、追加としてまたは代替として含めてもよい。
複合壁の製作
[0154]気体障壁層を含む、複合壁の様々な層は、任意の特定の順序で位置付ける必要はなく、酸性度、温度、機械的摩耗に対する優れた耐性、および優れた生体適合性プロファイルのものが、胃環境に接触する層として好ましくは用いられる。たとえば酸性度および温度に対して優れた耐性を持つものが、バルーンの中心管腔に接触する層として好ましくは用いられる。
[0155]壁の様々な層は、単一の層または最大で１０層以上の異なる単層を含むことができ；しかし、得られるバルーンが圧縮されて飲込み可能なカプセルに嵌合するように、０．００１インチ（０．０２５４ｃｍ）〜０．００４インチ（０．０１０ｃｍ）の厚さのフィルム厚さが望ましい。得られる複合壁は、好ましくは、表１ａ〜ｂに列挙された各カテゴリに関して良好な性能仕様を有することになる。
[0156]いくつかの接着剤は、生体適合性の観点から望ましくない浸出物を含有し得るので、共押出しされたフィルムが有利に用いられる。さらに、共押出しは、材料がこの手法で組み合わされたときにそれらの当初の性質を維持し、胃の運動の力に曝露されたときに層間剥離に供される可能性が少なくなるように、より良好にブレンドすることを可能にする。
[0157]類似の性質を持つフィルム、たとえば優れた気体障壁特性を持つ２つのフィルム層を、複合壁において組み合わせることは、窒素、酸素、ＣＯ２、またはこれらの混合物を膨張ガスとして含有する胃のバルーンで、または生成物が内部に配置される外部環境が、ＣＯ２を含む気体の混合物を含有する場所、たとえば胃で、使用するのに有利である。そのような複合フィルムの主な利点は、フィルムの厚さに対する制限を、気体障壁特性を犠牲にせずに観察できることである。そのような構成は、加工損傷（たとえば、製造および圧縮）およびインビボ条件への曝露に起因した損傷（たとえば、胃の運動の力）の作用を低減することにも寄与する。
[0158]特に好ましい態様では、複合壁は、複数の層を含む。第１の層は、胃環境に曝露されるために構成された外側保護層である。この層は、機械的な力、水（蒸気）への曝露、摩耗、および高い酸性度レベルに対して耐性がある。ナイロン、またはより具体的にはＮｙｌｏｎ１２は、胃環境に曝露される層に特に好ましく、機械的な力に対して特に耐性がある。
[0159]代替の態様では、ポリウレタンをサランにＲＦ溶接して、６〜７ミルの厚さの複合壁をもたらす。別の態様では、２つのポリウレタン層の間に挟まれたサランの層を含む５層システムが提供される。サラン層とポリウレタン層のそれぞれとの間にはタイ層がある。層を一緒に溶接することができ、共押出しすることができ、または接着剤を使用して接着することができる。次いでこの３層を、Ｎｙｌｏｎに各側面上で共押出し、次いで最終封止層（ポリエチレンまたは同様のもの）を、全体的な複合壁に関するナイロン層の１つに付加する。市販のまたは製造可能な材料の組合せの代表的な例を、表２に提示する。層の配向（最内層−中心バルーン管腔に接触する、または最外層−胃環境に接触する）は、２つよりも多くの層が、提示された複合壁を支持することが記述される場合にも示される。
[0160]表２に列挙されたフィルム樹脂のほとんどは、ある程度の気体障壁特性をもたらす。したがって、多くは、バルーン壁を単層フィルムとして形成するためだけに使用することができ；しかしそれらは、膨張ガスとバルーンが内部に留置される外部環境とに基づいてバルーンの耐用寿命に関する所望の気体保持および機械的仕様を満たすため、その他のフィルム樹脂と併せて使用することもできる。これらのフィルム樹脂は、表１ａ〜表１ｂに列挙された気体障壁コーティングでコーティングすることもできる。追加のフィルムを付加して、全体的な複合壁を形成することができる。そのような追加の層は、実質的な障壁特性を与えるわけではないが、構造的および／または機械的性質、水蒸気、湿度、もしくはｐＨなどの影響を受けやすい複合壁のその他の層に対する保護、またはその他の望ましい性質をもたらすことができる。フィルム層は、様々な接着剤を使用して、共押出しを介して、積層を介して、および／またはタイ層などを使用して組み立てることにより、指定された気体保持特性を有する少なくとも２５日間または最長９０日以上の間使用するのに適した胃内バルーンの要件を満たす複合壁を創出することができる。表２は、胃内バルーンに関する複合壁に使用するのに適切な、層および層の組合せのリストを提示する。複合体に関する記述、樹脂の略称、構成（単層、二層、または三層など）、および市販の組合せ品の商標名が列挙される。示される層の数は、複合壁を製作するのに使用される任意の接着剤層またはタイ層を含まず、したがって６層複合壁は、たとえば全複合壁を構成する２また３つの接着剤層および／またはタイ層を有していてもよく、したがって層の総数は、最終形態で８または９層にすることができる。ここで使用される「層」という用語は、広義の用語であり、当業者にとって通常のまた慣例の意味を与え（特別なまたは特殊な意味に限定するものではない）、限定するものではないが均質な物質（たとえば、ＳｉＯｘなどのコーティング、またはＰＥＴなどの層、または均一ポリマーブレンド）の単一の厚さ、ならびに表面にコーティングを有する支持層を指す（「コーティング」は、たとえば、コーティング層への構造的支持を行う基材と併せて典型的には用いられる材料である）。たとえば、ＰＥＴ−ＳｉＯｘ「層」がここでは言及されるが、Ｓｉ−Ｏｘの層は支持ＰＥＴ層上に設けられる。下記の表、ならびに複合壁に言及するその他の表において、フォワードスラッシュ（「／」）は、指定された化学的性質の層の間の境界を示すのに使用される。境界は、不連続にすることができ、またはタイ層、接着剤層、または列挙された化学的性質の層を分離するその他の層にすることができる。
[0161]特に好ましい態様では、複合壁は、０．００５インチ以下（５．０ミル以下）の厚さを有し；しかし、ある態様では、より厚い複合壁が許容可能であってもよい。一般に、複合壁は、０．００４インチ（４．０ミル）以下の厚さを有することが好ましい。表中の複合壁の記述において、フォワートスラッシュ「／」を利用する表示は、ひと続きの層を示すのに用いられる。たとえば「ポリイミド／ポリ塩化ビニル／直鎖状低密度ポリエチレン」は、３層がひと続きのものを示すのに使用され、これらの層は、順にポリイミド、次いでポリ塩化ビニル、次いで直鎖状低密度ポリエチレンである。介在する層もしくは材料は存在することができず、または介在する層を存在させることができる（たとえば、タイ層または接着剤）。
胃内バルーンシステムの収縮の確認
[0162]バルーンが自己収縮するものであっても自己収縮しないものであっても、収縮検出システムなどの様々な機構を、バルーンの漏出、収縮、または故障を確認するのに、計画されてもされなくても実装してもよい。いくつかの態様では、胃内容積占有デバイスの故障は、自発的収縮である。いくつかのその他の態様では、胃内容積占有デバイスの故障は、ここにその他の箇所で記述されるように、バルーンの計画された収縮である。別の態様では、胃内容積占有デバイスの故障は、バルーンから出た充填流体の少なくとも一部分の通過または漏出を含む。他の態様では、胃内容積占有デバイスの故障は、バルーン内への胃液の通過または漏出を含む。好ましい態様では、収縮検出システムの作動により、バルーンが故障したことを患者に知らせる。
[0163]好ましい態様では、バルーンは収縮し、患者の感覚の１つによる応答を誘発させるよう構成された、感覚刺激物を放出する。いくつかの態様では、デバイスは、患者が嗅ぐ臭いを放出し得る。いくつかの態様では、デバイスは、患者が味わう味を放出し得る。いくつかの態様では、デバイスは、たとえばトイレで、薬剤通過後に患者が目で見ることができる着色剤を、放出し得る。いくつかの態様では、感覚刺激物が、収縮を示す生理的応答を引き起こしてもよい。たとえば収縮バルーンは、腸内の通過を促す物質を放出してもよい。
[0164]いくつかの態様では、患者に収縮を示すのに、香料を使用してもよい。これらは、たとえば起電またはｐＨをベースにした位置付けシステム用の摂取可能なイベントマーカーと共にいくつかの態様で使用され得る、着香剤と同じであっても異なっていてもよい。このように、香料、たとえばペパーミント、ウィンターグリーン油、またはサクランボの香りなどを使用することもできる。さらに、外観がより魅力的な剤形が作製されるようにまたは生成物の特定を助けるように、着色剤を添加することが望ましいと考えられる。
[0165]一態様では、胃内バルーンは、Ｐｒｏｔｅｕｓ（登録商標）デジタルヘルスフィードバックシステムを含む。摂取可能な１つ以上のセンサが含まれる。摂取可能なセンサは、食品グレードの材料から製作され、胃液に接触すると作動する。センサは、バッテリもアンテナも含まず；代わりに胃液中のコンポーネントにより電力が供給され、活性化後にセンサにより発生した固有の数値を伝達する。データは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）使用可能デバイス（たとえば、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、またはその他類似のシステム）を使用してセンサから得ることができ、聴覚または身体的警告（たとえば、トーン、振動、または言語メッセージなど）を提供することができ、あるいは介護者にメッセージを送ることができる（たとえば、電子メール、テキスト、電話呼出し、ファクシミリ、またはその他のメッセージフォーマット）。プロテウス生理的感知プラットフォームは、ユーザに関する生理的データを獲得し、分析し、伝達する製品およびツールの開発を可能にする技術プラットフォームである。プラットフォームは、消費者の健康および医療モニタリングデバイスを開発するのに積極的に使用される。開発の枠組みおよび製造環境は、医療および消費者デバイスの全種類の開発を支える。プラットフォームは：実時間生理的データを獲得し；獲得されたデータを処理し保存し；データを無線で伝送し；モニタしかつ警告を設定し；摩耗に対して快適であり；非常に低コストである、製品の開発を可能にする。センサは、バルーンに挿入することができ、バルーン内を自由に移動可能である。あるいは、バルーンの内壁に取着することができる。センサは、製造業者から受け取ったままのカプセル化されていない形でバルーンに組み込んでもよく、または適切な水性流体もしくは胃液に可溶なカプセル化、たとえばゼラチンコーティングもしくは多糖コーティングにより設けることができ、または、中性に近いｐＨを有する水分もしくは水には耐性があるが酸性胃液に対する耐性は最小限に抑えられた材料を含む、エンベロープもしくはその他のコーティングに包封することができる。後者の態様は、水に対してある程度の透過性を有する、ある胃内バルーンにおいて、望ましいとすることができ、経時的に水蒸気／水分を、無傷のバルーンの内部に蓄積することができ、その結果、酸性胃液により活性化する前にセンサの保護が行われるようになる。
[0166]バイオマーカーを、デバイスの故障を検出するために、ある態様で胃内デバイスと関連して利用することができる。「バイオマーカー」または「生物マーカー」という用語は、正確にかつ再現可能に測定することができる、医学的徴候の広範なサブカテゴリ−すなわち患者の外から観察された医学的状態の客観的指標−を指す。バイオマーカーは、化学的、物理的、または生物学的であってもよい、生体系と潜在的な危険との間の相互作用を反映する任意の測定のほとんどを含むことができる。測定された応答は、機能的および生理学的であり、細胞レベルでは生化学的であり、または分子相互作用である。バイオマーカーの例には、脈拍および血圧から基本的な化学作用を経て、体液または排出物、たとえば尿、唾液、および血液と、体組織の、より複雑な実験室試験に至る全てが含まれる。医学的徴候には、臨床診療における長い使用の歴史があり、バイオマーカーは、現代の実験室科学により再現可能に測定可能になる、最も客観的な定量可能な医学的徴候である。一態様では、胃内システムは、その内部に、患者の生理的プロセスを誘発させる物質を組み込み、そのプロセスの結果は、デバイスの故障を示す、検出されたバイオマーカーである。たとえば胃内デバイスは、抗体産生を誘発させる物質、たとえば有害なウイルスもしくは細菌またはこれらのコンポーネントを含有することができる。抗体の検出は、デバイスの故障を示す（たとえば、漏出または収縮は、物質を逃す）。バルーンは、生理的変化を誘発させる薬物またはその他の化学物質、たとえば頻脈を誘発させるアドレナリン、または代謝された場合に身体から放出されることによってエチルグルクロニドを生成するエタノールなどを、組み込むこともできる。バイオマーカーは、適切な検出デバイスを使用して検出することができる。たとえば、頻脈、皮膚温の上昇、または発汗がバイオマーカーである場合、装着可能なデバイス、たとえば活動追跡器、たとえばＦｉｔＢｉｔまたは類似のデバイスを、用いることができる。あるいは、体液（血液、尿）中の代謝産物の場合、比色または電気化学試験片を用いることができる。その他のセンサは、呼吸または発汗に関連して使用されることが公知である。バイオマーカーとして、身体的症状を誘発させるその他の物質、たとえば緩下剤（たとえば、フェノールフタレイン）および催吐剤（たとえば、アポモルフィン、キシラジン、過酸化水素）を使用することができる。
[0166]デバイスが故障したことを直接患者に警告することが望ましい態様では、追跡化合物を有利に用いることができる。これらは、警告効果：匂い／臭い、味／フレーバー、または視覚に関して１つ以上の一般的なカテゴリに分類することができる。警告効果としての匂いでは、少量のメルカプタン気体を、バルーンの充填気体中に組み入れることができる。そのような物質は、放出されると嫌な臭いを放出することになり、たとえば、げっぷまたはその他の胃腸系からの気体の放出であるが、これらは通常なら生理的に不活性なものである。適切な物質には、メチルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、ブチルメルカプタン、エチルメルカプタン、スカトール、酪酸、無水酪酸、カダベリン、またはプトレッシンなどが含まれる。そのような物質は、有利には、食物、飲料、または通常の身体機能に関連して通常なら遭遇しない香りのものである。望ましくは、そのような物質は、非常に低いレベル（たとえば、重量で十億分率）で検出可能であり、気状または揮発性の何れかである。検出可能な味を生成することができる物質には、バニリルブチルエーテル、アリルイソチオシアネート、ピペリン、カプサイシン、アリシン、またはジアリルジスルフィドが含まれる。その他の香料には、ジアセチル、酢酸イソアミル、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、プロピオン酸エチル、アントラニル酸メチル、リモネン、デカジエン酸エチル、ヘキサン酸アリル、エチルマルトール、エチルバニリン、およびサリチル酸メチルが含まれる。苦味剤、たとえばデナトニウム、オクタ酢酸スクロース、ケルセチン、ブルシン、またはクアシンを、有利に用いることができる。視覚的指標に関し、尿に色を生成することができる物質を、有利に用いることができる。尿の臭いを引き起こす、ビタミンまたはある食物（アスパラガスなど）中の活性成分を、ある特定の補助食品（たとえば、魚油）で可能であるように、トレーサーとして組み込むことができる。あるいは、通常なら尿中で検出可能な物質を用いることができる。尿を視覚的にまたはその他の分析によって検出するための物質の例には、たとえば、ベータシアニン（食紅）、インジカン（インジゴブルーの前駆体）、インジゴカルミン（泌尿器科手術で使用される）、リボフラビンビタミンＢ２（明るい黄色）、メチレンブルー（丸剤中のプラセボとして使用される）、トリパンブルー、コンゴレッド、ブリリアントブルー、イオシンＹ、エリスロシンＢ、ファストグリーンＦＣＦ、ヨウ素、サフラニン、トリアムテレン、アムトリップ、カスカラクロロキン第一鉄塩、デキストラン、レボドーパ、メトカルバモール、メチルドーパ、メトロニダゾール、ナイトレート、ニトロフラントイン、キニン、スルホンアミド、ビスマス、クロロキン、プリマキン、センナ、アミトリプチリン、クロルゾキサゾン、ジヒドロエルゴタミン、ヘパリン、フェナゾピリジン、リファムピン、スルファサラジン、ワーファリン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、イブプロフェン、メチルドーパ、フェノチアジン、フェニトイン、フェニルブタゾン、リファムピン、およびサリチレートなどが含まれる。糞便における検出では、ヘプタメチン色素、または近ＩＲ光との接触により検出可能な色素が、望ましい。いくつかの態様では、物質は、ヒトの肉眼によって検出可能な色、たとえば視覚的に検出可能な周波数の範囲内の色を生成する。あるいは物質は、この周波数範囲外の色、たとえば紫外光を当てることによって検出可能な色、または自然に蛍光する色を生成することができる。排尿または排便に関する感覚を与える物質、たとえばカプサイシン、または灼熱感を与えるようなその他の物質を用いることもできる。一態様では、トレーサー化合物は、フェナゾピリジンＨＣｌ、カスカラ、センナ、メトカルバモール、ビタミン、および／または薬物のうちの少なくとも１種である。他の態様では、トレーサー化合物は、赤、橙、黄、ピンク、緑、茶、青、および紫などの、変色した尿をもたらす。ある態様では、トレーサー化合物は、尿を第１の色に変化させ、次いで第２の色に変化させる。たとえば、バルーンが故障すると、トレーサー化合物は患者の尿を鮮やかな紫に着色し、次いで次第に薄れて濃い赤になり、次いで最終的には明るい橙色になる。色の変化は、１日以上、たとえば２日、３日、４日、５日、６日、または７日、またはそれよりも長く続く可能性がある。患者の尿を何日間にもわたり変色させることで、患者が確実に色の変化に気付くようにする。
[0167]トレーサーを胃内バルーン内で用いるとき、任意の適切な形で組み込むことができる。気体トレーサーを、充填気体混合物に添加することができる。液体は、バルーン内に、液体の形で注入することができる。固体は、ペレット、粉末、たとえば粉砕された固体、もしくは凍結乾燥された粉末、または同様のものとして提供することができる。
[0168]デバイスは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを組み込むことができる。そのようなデバイスは、対象物に取着されたまたは対象物中に含まれた／埋め込まれたタグを自動的に識別し追跡する目的で、データを転送するのに電磁場を使用する。タグは、電子的に保存された情報を含有する。いくつかのタグには、リーダー付近に生成された磁場からの電磁誘導によって電力が供給される。いくつかのタイプは、質問無線周波数からのエネルギーを収集し、受動トランスポンダとして働く。好ましい態様では、ＲＦＩＤタグは、アクティブリーダーと併せて使用される受動タグである。胃内バルーンは、バルーンの一方の側に受動ＲＦＩＤタグを組み込むことができ、他方の側にカウンターウェイトを組み込むことができる。膨張状態にあるバルーンでは、ＲＦＩＤタグは、胃の最上部に位置決めされることになる。収縮すると、ＲＦＩＤタグは、胃の底部に落下することが予測されることになる。初期膨張後にタグの場所を較正することにより、下方位置でのＲＦＩＤタグの検出は、収縮を示唆する。あるいは、カウンターウェイトの代わりに第２のＲＦＩＤタグを、バルーンの反対側に組み込むことができる。間隔を空けた構成におけるＲＦＩＤタグの検出は、バルーンが膨張することを示唆することができ、それに対して狭い間隔は、収縮の可能性を示すことができる。
[0169]別の態様では、収縮検出システムは、磁石を含む。他の態様では、磁石は、バルーンの両側に固定された１対の磁石である。たとえば磁石は、バルーン壁の内面に取着されてもよい。膨張状態で、磁石は間隔を空けては位置されることになる。収縮すると、磁石は、それらの磁場によって互いに近位に保持することができる。対になった構成に対し、間隔を空けた構成に関する磁場特性の変化を検出することにより、収縮を検出することができる。同様に、ワイヤまたはその他の伝導性トレースを、バルーン壁に組み込むことができる。ワイヤの収縮は、歪みゲージまたはその他のセンサにより検出することができ、デバイスの収縮が示唆される。いくつかの態様では、磁石の間隔または位置は、Ｘ線撮影を介して検出される。たとえば、バルーンが完全に膨張すると、磁石はＸ線を介して別々に可視化することができる。たとえばＸ線上で、磁石は、バルーンの直径に類似した距離だけ間隔を空けて配置された２つの物体として現れる可能性がある。しかし、バルーンが故障すると、物体は一緒に、より近接して現れ、または単一の物体としても現れる。
[0170]別の態様では、収縮検出システムは、バルーンが膨張したときにＸ線撮影により目に見える第１の形状、たとえば円形、楕円形、長方形、または四角形を与えるような、バルーンの壁に配置されもしくは付着された放射線不透過材料またはマーカーを含む。たとえば一態様では、放射線不透過材料は、バルーンの直径に類似した直径を持つ円として現れるように、バルーン壁の内面に付着されまたは接着されたバリウムを含有するペーストのドットである。他の態様では、バルーンの故障は、第１の形状がもはや見えないときに示される。たとえば上述の態様では、Ｘ線上に円が生成されるように間隔を空けて配置される代わりに、バリウムのドットが、ドットの塊として現れる。
[0171]別の例において、容積占有サブコンポーネントが膨張するよう互いに反応する複数の薬剤または化学成分を用いる態様では、各薬剤の割合および量は、薬剤の全てまたは１種を消耗する前に膨張反応が停止するように、操作することができる。薬剤の残りの量は、それによって、容積占有サブコンポーネントの重みとして機能することになる。あるいは、膨張サブコンポーネントの様々なその他の要素は、重みとして最終的に働くように設計されてもよく、たとえば、通常なら反応性薬剤を分離するように働くカプセルまたはその他の保持要素は、膨張後の重み機能を提供してもよい。あるいは、反応副生成物として生成される１種以上の固体または液体は、容積占有サブコンポーネントに重みを付けるようにまたは配向させるように働く。図１ＡおよびＢに示されるように、容積占有サブコンポーネント４００は、ペレット形態１３２の固体コンポーネントを包封し、このコンポーネントが胃液に可溶である。容積占有サブコンポーネント４００の構造一体性が失われると、胃液は、バルーンに進入しかつ出て行くことができ、コンポーネントを可溶化し、それを胃空間に進入させる。
[0172]胃内バルーンに適切な効果をもたらす、ここで論じられる色素の量は、１０ｍｇ以下程度に低くすることができ；しかしより高い量を用いることもでき、たとえば１５ｍｇ、２０ｍｇ、２５ｍｇ、３０ｍｇ、３５ｍｇ、４０ｍｇ、４５ｍｇ、５０ｍｇ、５５ｍｇ、６０ｍｇ、６５ｍｇ、７０ｍｇ、７５ｍｇ、８０ｍｇ、８５ｍｇ、９０ｍｇ、９５ｍｇ、または１５０ｍｇ、１００ｍｇ、２００ｍｇ、またはそれよりも高い量である。約１５ｍｇ〜約６０ｍｇの量が、典型的には用いられ、たとえば約２０〜４０ｍｇ、たとえば約３０ｍｇである。類似の量を、ここで明らかにされたその他の色素に用いることもできる。色素は、液体形態で、たとえば純粋な液体の形で、またはたとえば適切な液体、たとえば水、エタノール、鉱油、植物油、もしくは任意のその他の生理的に許容される液体、またはこれらの組合せに溶かした溶液、エマルジョン、もしくは懸濁液の形で、単独で、またはその他の医薬品として許容される賦形剤、たとえば色素の安定なエマルジョンまたは懸濁液を可溶化しまたは形成するのを支援するコンポーネントと組み合わせて、バルーンに注入することができる。あるいは、または追加として、固体形態で、たとえばペースト、ペレット、顆粒、粉末、カプセル化形態、または任意のその他の適切な形態で、純粋な状態でまたはその他の医薬品として許容される賦形剤と組み合わせて提供することができる。色素は、製造時にバルーン内に配置することができ、たとえば色素のペレットまたは粉末をバルーン内に置き、または色素のコーティングを、バルーンの内壁もしくはその他の構造に付着させる。あるいは色素を製造後、たとえばインビボでの膨張の前に、膨張と同時に、または後に、患者にバルーンを投与する医師またはその他の個人によって、バルーン内に置くことができる。
[0173]いくつかのバイオマーカー、たとえばある特定の色素は、取扱いが非常に厄介であり、したがって、クリーンルームまたは同様の環境で行わなければならない製造プロセスに適していない。液体バイオマーカーは、周囲環境を汚染する蒸気を形成し得る。気体状バイオマーカーは環境に拡散する可能性があり、近くの構造が汚染される。固体形態も、汚染のリスクを提示し得る。たとえばメチレンブルー粉末は、空気中に吹き込まれる傾向を有し、近くの表面に取着される。別の例では、乾燥した粉末化色素は、量り分けるときまたはその他の手法で調製するときなど、作業者の手袋に粘着する傾向がある。作業者の手袋に付いたこの色素は製造施設の別の領域に容易に移される可能性があり、そこに位置付けられたデバイスを汚染し、または、通常の使用で胃空間および胃液に曝露されることが意図される胃内デバイスの外面もしくはその他の面を汚染する可能性がある。製造施設または生成物の汚染を防止しながらバイオマーカーを処理しまたは取り扱うのにそのような困難さを使用するには、バイオマーカーを、容易に使用される事前に測定された量に、パッケージ化することができる。たとえば、いくつかの態様では、液体または固体形態の少量（たとえば、一定分量）のバイオマーカーを、１つ以上の溶解可能なカプセル、たとえば事前に製造されたゼラチンカプセルに包封することができる。あるいは、ここに記述されるゼラチンまたはその他の生体適合性コーティング材料を、ペレットまたはその他の固体形態に付着させて、バイオマーカーペレットがコンフォーマルなまたはカプセル化コーティングに包封されるようにする。バルーン製造中、カプセルの１つ以上をバルーン内に配置する。カプセルは、バルーンの折り畳みが容易になるように、たとえば飲み込む前のカプセル化の前に、膨張していないバルーンのサイズが最小限に抑えられるように、弁付近に有利に配置することができる。カプセル化されたバイオマーカーは、バルーン内で自由に浮動することができ、または接着剤もしくは機械的構造（ネット、繊維、ケージなど）によってバルーンの内面もしくはその他の内側構造に取着することができる。バイオマーカーの水溶液がカプセル内に含有される場合、カプセルは、封止されたバルーンに配置された後まで（たとえば、製造プロセスが終了した後であるが、必ずしも、製作されたバルーンの保存中、バルーンの配備前、またはさらにバルーンの通常の使用中である必要はない）、その構造一体性を有利に維持することになり、このバルーンの壁は、配備前の膨張していないバルーンまたは通常使用の膨張したバルーン内に、組み込まれたバイオマーカーを封じ込める役割をする。異なるバイオマーカーを含有する異なるカプセルを、所望の効果が得られるように組み合わせて用いることができる。バイオマーカーを含有するのに水溶性カプセルを利用する一態様では、バルーンの埋込みおよび膨張の後、カテーテルから排出する最中に水をバルーン内に注入し、このとき水は、カプセルを溶解しその中のバイオマーカーを可溶化し、それによって、バルーン内に胃液を進入させるバルーンの破裂または収縮の際に、バイオマーカー（すなわち、メチレンブルー色素）を容易に放出できるようにする。あるいは、ある量のバイオマーカーを、溶解可能なポリマー、炭水化物、またはその他の溶解可能なもしくは融解可能な材料中で、活性化成分をカプセル化するための医薬品の分野で公知の技法により、コーティングすることができる。別の態様では、乾燥バイオマーカーの一定分量を、当技術分野で公知の方法を使用してペレット化する。バイオマーカーのそのようなペレットはさらに、溶解可能なポリマーでコーティングすることができ、またはゼラチンもしくは炭水化物カプセルに、カプセル化することができる。さらに別の態様では、バイオマーカーを水などの溶媒と混合して、濃厚なペーストまたは溶液を形成する。事前に選択された量のバイオマーカーペーストまたは溶液を、バルーンの内面に、たとえば弁付近に、たとえばマイクロピペットまたは自動化手段を介して（たとえば、スクリーン印刷またはバブルジェット（登録商標）技法を使用して）点在させ（dotted）または印刷し、乾燥させる。１つ以上の溶解可能なまたは水溶性のコーティングを、１つ以上のドット上に付着させて、汚染の可能性を低減させることにより製造プロセスを容易にすることができ、あるいはドットを露出させたままにすることができる。バイオマーカーのドットが乾燥したら、またはコーティングされたら、バルーンアセンブリを進行させることができる。この態様では、バルーンが排出されると、排出プロセスからバルーン内に放出された水が、乾燥したバイオマーカーを溶解し、その結果、破裂および／またはバルーン収縮で利用可能になる。水がバルーン内に意図的に注入されない態様では、乾燥したバイオマーカーが、バルーンの故障により胃液に曝露されることにより、バイオマーカーの放出を引き起こす。水蒸気は、通常の使用中にバルーンの無傷の壁を透過してもよく、バイオマーカーが可溶化される。しかしバイオマーカーは、バルーンの無傷壁を透過しない。バイオマーカーの少量を分取し、バルーン製造プロセス中に使用される一定分量を調製する追加の方法が、考えられる。
[0174]その他のタイプのコンポーネント（たとえば、香料、色素、臭い発生化合物、生理的効果を誘発する化合物、バイオマーカーなど）の量および液体または固体の形態と、バルーン内に組み込むための方法は、色素に関して既に記述したものと同じまたは類似している。
[0175]指標コンポーネントが気状形態にある場合、バルーンに注入することによって、たとえば自己封止弁を通して注入することによって、または気体を含む雰囲気中でバルーンを組み立てることによって、製造中にバルーン内に置くことができる。あるいは、指標コンポーネントは、製造後に患者にバルーンを投与する医師またはその他の個人によって、たとえばインビボでの膨張の前、膨張と同時、または膨張後に、たとえば初期充填気体のコンポーネントとして、または別々に添加された充填気体のコンポーネントとして、バルーン内に置くことができる。気状コンポーネントは、典型的には、０．１ｐｐｂ（重量ベースでの十億分率）以下〜１０００ｐｐｂ以上の初期充填気体が得られるように、たとえば０．１〜５００ｐｐｂ、０．１〜４００ｐｐｂ、０．１〜３００ｐｐｂ、０．１〜２００ｐｐｂ、０．１〜２００ｐｐｂ、０．１〜１００ｐｐｂ、０．１〜５０ｐｐｂ、または０．１〜１０ｐｐｂが得られるように、用いることができる。
バルーンの製作
[0176]バルーンの良好な機械的強度を確実にするために、バルーンは、バルーンを形成するのに使用される小片の縁部が重なり合うように、好ましくは熱成形され封止される。このことは、任意の適切な方法によって実現することができる。たとえば、材料の２枚の平らなシートを、磁化された縁部が２枚のシートを所定位置に保持するように、フレーム内に置くことができる。弛みをフィルムの小片に加えて、熱成形プロセス後にその性質が維持されるよう、材料を配向することができる。フレームは、バルーンの半球を表す型の上に配置することができる。ヒータ（たとえば、４５２０ワットの赤外線ヒータ）を使用して、材料を形成することができ、真空を引き出すことができる。材料は、真空が印加される前に弛みを持たせた状態で、半球形状の周りにより均等に分布されるように材料を再配向する。材料は、好ましくは、中心で最も厚く、側面でより薄くなり、そこで第２の小片に溶接されて、実質的に均一な壁の厚さを有する球または楕円を創出する。たとえば、０．０２９５”のフィルムから開始して、フィルムの中央またはその後の頂点は、０．００４５”の終了フィルム厚さを有し、縁部は、溶接プロセス中に、後続の重ね合わせのために０．０２６５”の終了厚さを有する。
[0177]弁は、半球の一方の（たとえば、ポリエチレン、ＰＥ）側面に接着することができ、反対（たとえば、ナイロン）側から突出することができる。１つの半球は、典型的には最外層としてのＮｙｌｏｎからなり、第２の半球は、典型的には最外層としてのポリエチレン（封止ウェブ）を有する。２つの半球の縁部は、好ましくは、少なくとも１ｍｍかつ５ｍｍ以下で重なり合うように位置合わせされる。２つの半球の位置合わせおよび重ね合わせは、熱成形プロセス中に縁部での薄膜化を補うために行われ、そのことが、インビボでの継ぎ目の破裂を阻止する。回転楕円体の各半分を、固定具上に配置し、熱成形プロセスからの過剰分を、トリミングする。多層フィルム上に、封止層、ＰＥ、または類似の層を結合して、第２のフィルムの半分の封止層に結合させる。これを行うために、外部環境に曝露されるナイロンを有する半球のフィルムを、一方の半分の上で球の縁部に沿って折り畳み、したがって最外層上のポリエチレンにより、半球に結合することができるようになる。
[0178]次いで、２つのフィルム小片を、ローラーボンダまたはバンドヒータを使用して封止する。ローラーボンダでは、空気が圧縮をもたらし、ヒータは封止熱をもたらし、領域の周りにボンダを移動させるモータは、適正な封止をもたらすことを確実にするのに必要な時間を制御する。バンドヒータ内に、加熱素子、圧縮をもたらす拡張可能なプラグ、およびタイマーがある。バンドは、金属、好ましくは銅であり、スプール状の固定具が、必要な圧縮をもたらす。異なる融解温度のフィルム層を使用することで、最終バルーン構成の障壁層の完全性を確実にするのを助ける。２つの類似した材料が溶接される場合、絶縁体を用いることができる。好ましい態様では、一方の球には、外に面するＮｙｌｏｎ層が設けられ、第２の球には、外に面するＰＥ層がある。
自発的収縮に耐えるバルーン
[0179]胃内バルーンの誤動作の最大パーセンテージは、自発的収縮に起因する。自発的収縮は、（１）胃の運動の力に起因した胃内バルーンの外部穿刺、（２）気体および水蒸気の胃環境の摂取からの、バルーンの内部圧力増加に起因した、バルーンの過剰膨張、および（３）過剰な材料の疲労およびその後のバルーン穿刺をもたらす、バルーンの不十分な膨張に起因して、引き起こすことができる。これら２つの変数を管理しかつこれらの変数を調整して、動的胃環境に耐えることにより、バルーンシステムは、その耐用寿命の全体を通して膨張したままになることが確実になるように、調整することができる。この胃内バルーンでの自発的収縮の例は、複合壁の材料および構築の選択と併せて開始膨張気体を選択することにより、最小限に抑えることができる。胃内空間内容物の特性が利用されるように、水蒸気の透過に対する透過率特性と複合壁の気体透過率とを選択することにより、バルーン内へのまたバルーン外への気体の拡散速度の制御を可能にすることができる。この方法は、不十分な膨張および過剰膨張の防止のための、調整可能な方法を可能にする。
[0180]胃内バルーンおよび肥満症で一般に見られる別の現象は、胃順応である。胃順応のプロセスでは、胃は、空間占有デバイスまたは摂取される過剰な食物に順応するよう大きくなる。胃順応のプロセスでは、胃内バルーンを収容する胃の容積は経時的に増大し、したがって患者はより空腹になる。しかし経時的に、バルーン壁を横断する気体拡散および水蒸気透過を制御することにより、バルーンサイズも、開始膨張気体（複数可）および水およびフィルムのインビボ気体透過率特性を選択することによって、体重減少が維持されるように経時的に増大させることができる。自発的収縮に加え、開始気体と併せて複合壁の透過率特性を選択し、胃環境からのバルーンの内側の気体および水の移送を利用することにより、バルーンは、胃順応に応答してその耐用寿命にわたり増大するよう設計することができる。
[0181]実験を行ったが、様々な開始膨張気体は、胃のガスおよびインビボでの水環境を模倣する、様々な外部気体環境と併せて選択した。胃環境は、水、酸（塩酸）、気体の混合物、および糜粥（胃によって十二指腸内に排出された部分的に消化された食物の半流動塊）からなる。胃のガスは、通常、食事中に空気を飲み込むことから生じる。空気の組成は、窒素（Ｎ２）７８．０８４％；酸素（Ｏ２）２０．９４７６％；アルゴン（Ａｒ）０．９３４％；二酸化炭素（ＣＯ２）０．０３１４％；ネオン（Ｎｅ）０．００１８１８％；メタン（ＣＨ４）０．０００２％；ヘリウム（Ｈｅ）０．０００５２４％；クリプトン（Ｋｒ）０．０００１１４％；水素（Ｈ２）０．００００５％；およびキセノン（Ｘｅ）０．０００００８７％である。
[0182]５種の気体：Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２、およびメタンは、胃腸系において気体の９９％超を構成し、窒素が大部分である。胃のｐＣＯ２は、局所（内臓）動脈および排出静脈血ｐＣＯ２値に非常に似ている。胃酸の中和も気体を発生することができる。たとえば、胃酸が消化液中の重炭酸化合物（たとえば、ある制酸薬中に存在するような）と反応すると、化学プロセスがＣＯ２を発生させ、通常は血流に吸収される。腸内での食物の消化は、主に結腸細菌による発酵を通して、ＣＯ２、Ｈ２、およびメタンを発生させる。微生物が、腸内で生成される水素およびメタンの全ての単一供給源であるように見える。これらは、栄養素の発酵および消化から生じる（果物および野菜からの多糖は、小腸では消化されない）。硫化水素、インドール、およびアンモニアを含む、少しのその他の気体も少量、発生することができる。
[0183]ある態様では、初期充填気体の組成は、インビボ胃環境における気体の混合物の組成を実質的に特徴とし、またはインビボ胃環境内の気体に見られるコンポーネントを含む。そのような初期充填気体は、Ｎ２およびＣＯ２のみ含むことができ、またはＮ２、ＣＯ２、およびＯ２のみ含むことができ、またはＮ２およびＣＯ２、ならびにインビボ環境中に存在する１種以上のその他の気体（たとえば、水蒸気、Ｈ２、ＣＨ４、Ａｒ、Ｈ２Ｓ、またはＮＨ３）を含むことができる。アルゴンまたは別の不活性ガス（または複数の不活性ガス）を、部分的にまたは全体に、Ｎ２の代わりに用いることができるが、これは好ましい態様の文脈で不活性ガスと見なされるものである。充填気体がＮ２またはＣＯ２のみ含むそれらの態様では、初期充填気体が、約７５％ｖ／ｖ〜約９６％ｖ／ｖのＮ２、約５％ｖ／ｖ〜約１５％（体積）のＯ２、および約１％ｖ／ｖ〜約１０％ｖ／ｖのＣＯ２、より好ましくは約８０％（体積）〜約８５％（体積）のＮ２、約５％（体積）〜約１３％（体積）のＯ２、および約４％（体積）〜約８％（体積）のＣＯ２を含むことが好ましい。充填気体がＮ２またはＣＯ２のみ含むそれらの態様では、初期充填気体は、約４％（体積）〜約８％（体積）のＣＯ２を含み、その残りがＮ２または別の不活性ガスであることが好ましい。初期充填気体が、ＣＯ２および不活性ガス（複数可）に加えてその他の気体を含む態様では、初期充填気体は、約４％（体積）〜約８％（体積）のＣＯ２を含むことが好ましい。不活性ガスの例には、窒素、ならびにアルゴン、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ４、およびＣＣｌＦ２−ＣＦ３が含まれるが、これらに限定するものではない。
[0184]胃環境内で、より可溶性のある、それほど不活性ではない気体（複数可）と併せた不活性ガスは、不活性ガスが、より可溶性のある／拡散性気体よりも過剰であると考えられる場合、開始バルーン膨張気体組成物を含むように組み合わせることができる。ある態様では、より可溶性のある／拡散性気体としての窒素を、より低い拡散性／溶解度の気体、たとえばＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ４、およびＣＣｌＦ２−ＣＦ３と組み合わせることが好ましい。たとえば、ある態様の充填気体は、５％（体積）のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、９５％（体積）のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、５％のＮ２を９５％のＳＦ６と組み合わせて）；または１０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、９０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、１０％のＮ２を９０％のＳＦ６と組み合わせて）；または１５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、８５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、１５％のＮ２を８５％のＳＦ６と組み合わせて）；または２０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、８０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、２０％のＮ２を８０％のＳＦ６と組み合わせて）；または２５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、７５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、２５％のＮ２を７５％のＳＦ６と組み合わせて）；または３０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、７０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、３０％のＮ２を、７０％のＳＦ６と組み合わせて）；または３５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、６５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、３５％のＮ２を６５％のＳＦ６と組み合わせて）；または４０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、６０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、４０％のＮ２を６０％のＳＦ６と組み合わせて）；または４５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、５５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、４５％のＮ２を５５％のＳＦ６と組み合わせて）；または５０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、５０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、５０％のＮ２を５０％のＳＦ６と組み合わせて）含むことができる。ある態様では、２０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用い；または１９〜２１％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用い；または１８〜２２％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用い；または１７〜２３％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用い；または１６〜２４％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用い；または１５〜２５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体を用いる。たとえば、１８〜２０％のＳＦ６と、その残りの窒素とを含む初期充填気体を用いることができ、または１９〜２１％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１８〜２２％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１７〜２３％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１６〜２４％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１５〜２５％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む、初期充填気体を用いることができる。いくつかの態様では、初期充填気体は、液体ＳＦ６または、液体の形をとるその他のパーフルオロカーボンを含み、液体および蒸気の混合物に対してインビボで平衡になる。
[0185]インビボ環境での胃内バルーンの制御された自己膨張は、バルーン内の半透過性または透過性複合壁を使用し、事前に選択された単一気体、たとえばＮ２またはＯ２をバルーンに最初に充填することによって、実現することができる。バルーンは、気体の濃度の差と、内部バルーン環境およびインビボ外部環境（ＧＩ／胃）の間の水の濃度差とを利用して、経時的に容積および／または圧力を増大させ、および／または減少させる。容積および／または圧力の制御された減少を実現するために、インビボ胃腸環境で存在するその他の気体よりも、バルーンの膨張に使用される単一気体に対して比較的高い透過率を有する壁を、用いることができる。たとえば、窒素ガスが膨張気体として用いられる場合、インビボ環境で経時的に、バルーン内の容積および／または圧力は、窒素が酸素透過性の壁を通してインビボ環境内に拡散していくにつれ、減少することになる。同様に、酸素ガスが膨張気体として用いられる場合、インビボ環境で経時的に、バルーン内の容積および／または圧力は、酸素が酸素透過性の壁を通してインビボ環境内に拡散していくにつれ減少することになる。バルーン内の単一気体の分圧（より高い）対インビボ環境の分圧（より低い）の差は、平衡または恒常性の達するまでプロセスを推進させることになる。容積および／または圧力の制御された増加を実現するために、インビボ胃腸環境内に存在するその他の気体よりも、バルーンを膨張させるのに使用される単一気体に対して比較的低い透過率を有する壁を、用いることができる。たとえば、窒素ガスが膨張気体として用いられる場合、インビボ環境において経時的に、バルーン内の容積および／または圧力は、ＣＯ２透過性の壁を通してＣＯ２および胃環境に存在するその他の気体全てがバルーン内に拡散するにつれ、増加する。バルーン内の透過性気体の分圧（より低い）対インビボ環境の分圧（より高い）の差は、平衡に達するまでプロセスを推進させることになる。
[0186]加えて、バルーンの膨張の維持および／または制御も、内部バルーン環境と、バルーンの容積／圧力を製品の耐用寿命を延ばすため必要に応じて増加または減少させることができる外部胃環境との間の濃度差を使用して行うことができる。圧力を減少させる理由の１つは、窒素のような、より不活性な気体に加えて、大きいが高度な拡散性／可溶性を持つ気体分子、たとえばＣＯ２で、最初にバルーンを膨張させて、バルーンを事前に延伸させることであり、このとき、可溶性の気体はバルーンから外に拡散し、バルーン内に当初から存在しないその他の気体はバルーン内に移行して充填される、とすることができる。
[0187]膨張気体は、大きい不活性ガス、または選択された複合壁を通して低拡散性を有する気体を含むバルーン内で、気体の大部分で開始するように選択することができる。不活性ガスの例には、窒素、ならびにＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ４、およびＣＣｌＦ２−ＣＦ３が含まれるがこれらに限定するものではない。不活性ガスは、胃環境にさらに可溶なそれほど不活性ではない気体（複数可）と併せて、不活性ガスが、より可溶性のある／拡散性の気体に対して過剰と考えられる、開始バルーン膨張気体組成物を含むように組み合わせることができる。ある態様では、より可溶性のある／拡散性の気体としての窒素を、より低い拡散性／可溶性の気体、たとえばＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ４、およびＣＣｌＦ２−ＣＦ３と組み合わせることが好ましい。たとえば、ある態様の充填気体は、５％（体積）のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、９５％（体積）のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、５％のＮ２を９５％のＳＦ６と組み合わせて）；または１０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、９０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、１０％のＮ２を９０％のＳＦ６と組み合わせて）；または１５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、８５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、１５％のＮ２を８５％のＳＦ６と組み合わせて）；または２０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、８０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、２０％のＮ２を８０％のＳＦ６と組み合わせて）；または２５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、７５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、２５％のＮ２を７５％のＳＦ６と組み合わせて）；または３０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、７０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、３０％のＮ２を、７０％のＳＦ６と組み合わせて）；または３５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、６５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、３５％のＮ２を６５％のＳＦ６と組み合わせて）；または４０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、６０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、４０％のＮ２を６０％のＳＦ６と組み合わせて）；または４５％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、５５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、４５％のＮ２を５５％のＳＦ６と組み合わせて）；または５０％のより可溶性のある／拡散性の不活性ガスを、５０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと組み合わせて（たとえば、５０％のＮ２を５０％のＳＦ６と組み合わせて）含むことができる。ある態様では、２０％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられ；または１９〜２１％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられ；または１８〜２２％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられ；または１７〜２３％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられ；または１６〜２４％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられ；または１５〜２５％のより低い可溶性／拡散性の不活性ガスと、その残りのより可溶性のある／拡散性の不活性ガスとからなる初期充填気体が用いられる。たとえば、１８〜２０％のＳＦ６と、その残りの窒素とを含む初期充填気体を用いることができ、または１９〜２１％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１８〜２２％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１７〜２３％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１６〜２４％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む；または１５〜２５％のＳＦ６とその残りの窒素とを含む、初期充填気体を用いることができる。
[0188]患者の食餌および薬物療法も、バルーン膨張状態に影響を及ぼし／この状態を制御することができる−主に、胃環境内で生成されるＣＯ２濃度効果によって。さらに、胃のｐＨもＣＯ２濃度に影響を及ぼす。この特定の方法は、複合壁の材料、たとえは障壁／非障壁に基づいて、また、障壁対非障壁を有する場合に内部に拡散する気体がバルーン内でより長く維持されるか否かに基づいて、デバイスの耐用寿命の調整をかなり大幅に行うことも可能にする。自己膨張のこの特定の形態は、自己膨張胃バルーンを使用して（たとえば、飲み込んだ後に開始される、バルーン内での気体発生反応によって、最初に膨張させる）、または膨張可能な胃バルーンを使用して（たとえば、経鼻胃的にまたは任意のその他の送達方法で送達させたカテーテルを使用して、内視鏡の支援によりまたは支援なしで、膨張させる）、用いることができる。方法は、飲込み可能なバルーンおよび胃の中に留置されたバルーンを含めた任意の胃バルーンと共に、たとえば内視鏡による方法によって、使用することができる。方法は、胃内デバイスに関連して使用されることが特に好ましく；しかし、たとえば肺ウェッジカテーテルおよび尿失禁バルーンデバイスでの使用に適用することもできる。この技術に対する利点には、胃順応を補う能力が含まれ、バルーンを、経時的に容積が増大し得る胃に適合させ、それによって患者の満腹感が維持される。自己膨張バルーンでは、より少ない量の膨張気体構成成分で開始することも可能である。胃バルーンシステムとインビボ胃環境との間の拡散勾配を利用することにより、自発的収縮を防止することができる。
[0189]膨張剤としてＳＦ６および／またはＮ２（追加の膨張気体としてＣＯ２がありまたはない）などの適切な不活性ガスに関連して使用される、特に好ましい態様では、壁の層に用いられる多層共押出しブレンドが用いられる。特に好ましい構成は、ナイロン１２／エチルメチルアクリレート／ポリ塩化ビニリデン／エチルメチルアクリレート／ナイロン１２／直鎖状低密度ポリエチレン＋低密度ポリエチレン（共押出しナイロン１２−カプセル化ＰＶＤＣ−ナイロン１２−ＬＬＤＰＥ＋ＬＤＰＥ多層とも呼ばれる）である。別の特に好ましい構成は、共押出し多層ナイロン１２／直鎖状低密度ポリエチレン＋低密度ポリエチレンである。複合壁構築用の樹脂の選択（ならびに共押出し法または接着剤の使用の選択）は、特定の効果を実現させるため、コンプライアンス性（延伸性）、耐穿刺性、厚さ、接着、封止結合強度、配向、耐酸性、気体および水蒸気に対する透過率特性を制御するよう変えることができる。
胃内バルーンシステムの自動収縮
[0190]自己膨張（自動膨張とも呼ばれる）または膨張可能（手動膨張とも呼ばれる）胃内バルーンには、収縮のタイミングを確実に制御する機構が設けられる。好ましい態様では、バルーンは、その所定の耐用寿命の終わりに（非自発的）、好ましくは３０〜９０日の間に自動収縮して、胃を通過し、下方胃腸管を経て、身体から出るが、６カ月以内に収縮するようにタイミングをとることができる。以下に記述される好ましい態様では、収縮のタイミングは、外部胃環境を介して（たとえば、温度、湿度、溶解度、および／またはｐＨの条件によって）、または膨張したバルーンの管腔内の環境を介して実現することができる。内部バルーン環境を操作することによって、自己収縮過程の開始を制御することが、一貫して好ましい。
[0191]他の態様では、上述のような反転された継ぎ目を可能にするよう付着させたパッチ、および／またはバルーン構築に付加された１つ以上の追加のパッチまたはその他の構造は、腐食性、分解性、または溶解性材料（天然または合成）から作製され、バルーンの壁に組み込まれる。パッチ（複数可）は、急速な収縮を引き起こすのに十分な表面積の開口を確実にするのに、かつバルーン内への胃液の浸透による再膨張を防止するのに、十分なサイズのものである。バルーンパッチ（複数可）は、実質的に滑らかな表面が維持されるように、バルーンに付着させることができる材料を含み、好ましくは単層または多層化材料を含む。パッチ（複数可）は、好ましくは組織適合性がありかつ無毒の生成物に分解する、または経時的にゆっくりと加水分解しかつ／または溶解する材料である、腐食性、崩壊性、分解性、またはその他のそのような材料を使用して、構築される（たとえば、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリエステルアミド（ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＢＶ）、ポリブチレンスクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）、芳香族コポリエステル（ＰＢＡＴ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−カプロラクトン）（ＰＬＣＬ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸ＰＬＡＡ、プルラン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアンヒドリド、ポリオルトエステル、ポリアリールエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、マルチブロックポリエーテルエステル、ポリグレカプロン、ポリジオキサノン、ポリトリメチレンカーボネート、およびその他類似の材料）。これらの腐食性、崩壊性、または分解性材料は、単独で、もしくはその他の材料と組み合わせて使用することができ、または非腐食性ポリマー（たとえば、ＰＥＴまたは同様のもの）と併せて鋳込み／共押出し、積層、および／または浸漬コーティングすることができ、バルーンの構築内で用いることができる。分解／腐食は、胃環境で生じ、胃環境によって開始され、および／または胃環境によって制御され（たとえば、温度、湿度、溶解度、および／またはｐＨの条件により）、またはパッチが何に曝露されるかに基づいてバルーンの管腔内で制御される（たとえば、湿度および／または誘導されたｐＨの条件により）。ポリマーの厚さ、ならびに分解および曝露時間に影響を及ぼす環境も、分解のタイミングを容易にすることができる。分解／腐食は、所定のバルーンの耐用寿命が終了したら生ずるようにタイミングがとられる（たとえば、膨張は、２５〜９０日間インビボで胃の中で維持され、その後、分解／腐食の結果、収縮を可能にする開口の形成をもたらす）。パッチ用に分解性材料を使用する代替例として（またはそれに関連して）、パッチは、類似の流体保持障壁フィルム、またはバルーンの残りの壁と同じフィルムであって、弱い接着剤を使用してバルーンに接着され、または指定された長さの時間が過ぎた後にパッチが付着された領域から剥がれ、かつ膨張流体放出のための開口を収縮させるように溶接されまたは接着されるフィルムを含むことができる。または、急速な収縮に必要と考えられる場合、バルーン複合壁の全体を、腐食性材料で作製することができる。腐食性材料、または事前に指定された時間の後に機械的に失敗する材料を使用する機構も同様に、以下に記述される収縮機構に関する全ての態様について類似している。分解または腐食のタイミングは、外部胃環境を使用して制御することができ（たとえば、温度、湿度、溶解度、および／またはｐＨの条件により）、および／またはバルーンの管腔内の条件によって制御することができる（たとえば、バルーン内の残留液体の湿度および／またはｐＨの条件により）。
[0192]他の態様では、１つまたは複数のプラグ（任意で、別の分解可能な保持構造体と併せて）は、バルーン構築内に組み込むことができ、全てがまたは部分的に、上述のものに類似の腐食性、崩壊性、または他の手法で分解可能な合成または天然ポリマー（たとえば、ＰＬＧＡ、ＰＬＡＡ、またはＰＥＧなど）からなるものとすることができる。プラグは、腐食性ポリマーに関して事前に選択されおよび予測可能なバルク分解パターンをもたらすように、様々な表面対体積比を得るための様々な形状（たとえば円筒形状）に形成することができる。プラグは、分解／腐食が開始した後に化学的に開始することができる放出機構を組み込むことができ、したがって隔壁またはプラグ材料は、バルーンから飛び出しまたはバルーン内に落下するようになり、それによって、流体放出およびその後のバルーンの収縮用の、通路が創出される。プラグと併せて使用することができる機械的な追加は、プラグ（たとえば、非分解性または分解性材料の）所定位置に保持する分解性／腐食性／崩壊性材料、または保持構造もしくはプラグ構造に収容された圧縮バネを含む。より具体的には、収縮を実現するための１つの好ましい態様は、ハウジング、放射状封止材、固体腐食コア、腐食コアの外面に取着された保護フィルムを含むことができる。腐食コアの内側は、内部バルーン液体に曝露される。コアは、ハウジングに対して封止材を保持する圧縮力を創出する。コアが腐食するにつれ、ハウジングと放射状封止材との間の圧縮は、ハウジングと封止材との間に隙間ができるまで低減される。隙間ができると、気体はバルーンの内側から外側環境に自由に移動することができる。封止材は、ハウジングから出てバルーン内に落下し得る。直径、長さ、および材料のタイプは、所望の時点で収縮を創出するために調節することができる。この収縮機構を実現するのに使用される各コンポーネントに関する例示的な材料は、以下の通りにすることができる：ハウジング：気密封止材シールを形成するのに十分な半径方向の力に耐えることが可能な、生体適合性構造材料。可能性ある材料には：ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ＵＨＭＷＰＥ、チタン、ステンレス鋼、コバルトクロム、ＰＥＥＫ、またはナイロンが含まれる；放射状封止材：放射状封止材は、酸性環境に対する液体および気体障壁をもたらすことが可能な、生体適合性の弾性材料から構成される必要がある。可能性ある材料には、ケイ素、ポリウレタン、およびラテックスが含まれる；腐食コア：腐食コアは、所与の環境条件で予測可能な速度で破壊されることが可能な材料であることを必要とする。可能性ある材料には：ＰＬＧＡ、ＰＬＡ、または経時的に完全性を失うことが可能なその他のポリアンヒドリド、もしくは腐食性の特徴をもたらす上記列挙された任意の材料が含まれる。
[0193]バネ機構に関して、材料が分解するとバネは解放され、かつ／またはプラグ／隔壁がバルーン内に引き込まれ、またはバルーンから押し出され、したがってバネ機構の解放によってオリフィスが創出された後に流体が放出され、プラグから押し出しまたは引き込まれる。
[0194]別の好ましい態様は、隔壁、入口ポート内の水分腐食材料、および水分吸収膨張材料から構成される。腐食材料は、水分に曝露されるとゆっくり腐食除去され、最終的には水分吸収膨張材料に曝露される。水分拡張材料が水分を吸収し始めると、拡張は、隔壁リップまたは隔壁に取着されたリングに対して押すことにより、ヘッド内の位置から隔壁を引き出して外す。隔壁を所定の位置から引き出して外すことにより、バルーンの即時収縮が生じる。所望の時点まで水分から拡張材料を保護するために、拡張材料は、パリレンなどの水遮断材料で被覆することができ、同様に、ゆっくりと水で分解する材料で被覆することができる。水分接触は、小さい入口ポートによって制御することができる。入口ポートは、小さい穴、または制御された手法で水分を引き出す芯材料とすることができる。所望の収縮時間は、腐食材料、遮断材料、および入口ポートのサイジングの組合せを通して実現される。
[0195]ある態様では、バルーンは、圧縮されたペレットまたは気体放出ペレットを含有する、１つ以上のプラグを、バルーンの壁に組み込むことができる。ペレットは、活性化されたときに、ＣＯ２ガスを放出する構成成分の任意の組合せ（たとえば、重炭酸ナトリウムおよびクエン酸、または重炭酸カリウムおよびクエン酸、または同様のもの）から構成されるとすることができる。ペレットは、好ましくは組織適合性であり無毒性の生成物に分解する、または上述のプラグおよびパッチと同様にゆっくりと加水分解しかつ／または溶解する、腐食性、崩壊性、または分解性の材料によって保護される錠剤またロッドの形態をとることができる（たとえば、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸ＰＬＡＡ、プルラン、ポリエチレングリコール、ポリアンヒドリド、ポリオルトエステル、ポリアリールエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、マルチブロックポリエーテルエステル、ポリグレカプロン、ポリジオキサノン、ポリトリメチレンカーボネート、およびその他同様の材料）。プラグの分解／腐食は、ペレット内の２種の化学物質の反応を開始させ、その後、気体（たとえば、ＣＯ２）の形成をもたらす。十分な気体が捕捉されまたは蓄積されるにつれ、十分な圧力が最終的には発生して、軟化ポリマー材料を押し出し、バルーン内のＣＯ２ガスを逃すためのより大きいチャネルを創出する。胃によってバルーンに加えられる外部圧力（たとえば、圧搾）は、より大きいチャネルを創出するプロセスに寄与することができる。ポリマーから構成されるプラグの寸法および性質（直径、厚さ、組成、分子量など）は、分解のタイミングを推進させる。
[0196]その他の態様では、上述のプラグの場合に類似して、異なる形状またはサイズのプラグまたはパッチを、バルーンの収縮を容易にする半透過性膜を含む多層構成でバルーン管腔内に用いることができる。プラグまたはパッチは、上述のような類似の分解性／腐食性／溶解性材料（たとえば、ポリ（乳酸−ｃｏ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ＰＬＡＡ、プルラン、および他同様の材料）で作製され、溶質またはオスモライト（たとえば、グルコース、スクロース、その他の糖、塩、またはこれらの組合せ）の濃縮溶液を含有する半透過性膜（オスモライトに対して不透過性）によって封じ込められる区画を含有する。プラグまたはパッチが分解または腐食し始めると、水分子が浸透作用によって、より大きい水濃度の領域からより低い水濃度の領域までの水勾配を降下して、半透性膜を横断して区画内の高張液中に移動する。オスモライトを含有する区画は膨潤し、最終的には破裂し、膜および分解されたプラグまたはパッチを押し出し、それによって、新たに創出されたチャネルまたは領域を経て急速に気体が失われる。
[0197]ある態様では、隔壁、入口ポート内の水分腐食材料、および水分吸収拡張材料から構成されるバルーンが用いられる。腐食材料は、水分に曝露されるとゆっくり腐食し、最終的に、水分吸収拡張材料に曝露される。水分拡張材料が水分を吸収し始めると、拡張は、隔壁リップ部または隔壁に取着されたリングに対して押すことにより、隔壁をヘッド内の位置から引き出して外す。隔壁を所定の位置から引き出して外すことにより、バルーンの即時収縮が生じる。所望の時点に到達するまで拡張材料を水分から保護するために、拡張材料は、パリレンなどの水遮断材料で、同様に水でゆっくり分解する材料で被覆することができる。水分接触は、小さい入口ポートによって制御することができる。入口ポートは、小さい穴、または制御された手法で水分を引き出す芯材料とすることができる。所望の収縮時間は、腐食材料、遮断材料、および入口ポートサイジングの組合せを通して実現される。
[0198]自己収縮のための別の機構は、急速な収縮を確実にする、より広い表面積を得ることができる、強制層間剥離のスキームを創出することである。たとえば、三層壁を有するバルーンでは、最外層は、膨張流体を保持するよう実質的に十分強力であり（たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または同様のもの）、中間層は、全体が腐食性材料（たとえば、ＰＶＯＨまたは同様のもの）で構成されるが、内層は、より弱い材料（たとえば、ポリエチレン（ＰＥ）または同様のもの）から構成される。ＰＥＴまたは最外層は、時間の経過と共に腐食する小さな流路を形成するための腐食性材料で「傷が付けられ」または斜線が付けられる。このため、胃液がバルーン層内に浸み込みかつ完全腐食性材料を分解し始めるように、チャネルが形成される。腐食性層が分解または溶解すると、最内層を含む材料も腐食し、分解し、または溶解するが、それは自力で胃の力／環境に耐えるよう十分に強くないからである。次いでバルーンは、それ自体の上で潰れ、最終的には下方胃腸管を通過する。腐食性層を強い層と弱い層との間に挟むと、胃環境により影響を受ける腐食性プラグまたはパッチよりも長い経路長を創出することによって腐食のタイミングを促す。傷または開口の間の距離も、所望の収縮速度をもたらすように選択することができる。
[0199]所望の時間期間が経過した後にバルーンの急激な収縮をもたらす別の態様では、バルーン全体の複合壁または複合壁（パッチ）のセクションは、製造プロセス中にまたは膨張プロセス中に、バルーン内に注入された水がゆっくり浸透するいくつかの材料層を含む。この水は、層内に浸透し、最終的には実質的に拡張する材料に到達し、薄い外部保護層を破裂させ、気体を逃しかつバルーンを収縮させるための、大きな穴を創出する。水拡張材料は、制御可能な量の水分曝露を可能にするパリレンなどのコーティングまたは被覆を介して、液体から保護される。水が拡張材料に到達すると、力が保護外層に加えられ、それを破裂させる。外層は、弱くなった結合領域、部分的に傷が付いた領域、または所望の破裂場所を確実にして、自動収縮を引き起こすための所望のタイミングを促す他の方法を用いて作製してもよい。水分環境と水分拡張中心との間には任意の数の層を存在させることができる。各材料層は、異なる腐食速度（たとえば、速いまたは遅い）を有することができ、収縮が生じることが望ましい所定の時間（たとえば、３０日、６０日、またはそれ以上の経過後）によって選択することができる。円周上の層のそれぞれの、数、厚さ、および速度を変化させることによって、収縮までの時間を正確に制御することができる。
[0200]あるいは、バルーン材料内の穿孔上に接着剤により結合された、圧力封止ボタンは、収縮のために提供することができる。ボタンを結合する接着剤は、胃液から誘導されたまたはバルーン内に注入された水分と接触するようになると、経時的に腐食する。接着剤がもはや圧着せず、接着剤とボタンとの間に気密封止材を創出しなくなった後、バルーンは急速に収縮することになる。穴のサイズおよび接着剤の水分曝露を制御することによって、腐食時間を正確に予測することができる。
[0201]収縮は、隔壁内に、またはバルーン複合壁に取着された別の類似の構造体上に、一連の接続ポートを創出することによって容易にすることもできる。ポートは、水または酸に溶解する生体適合性の低透過率物質、たとえばゼラチンを使用して、構築することができる。穴の直径、穴の数、チャネル幅、およびチャネル長は全て、溶解パラメータを制御するように調節することができる。ポートおよびチャネル内の材料が溶解すると、バルーン内に捕捉された気体を逃すためのクリアな経路ができ、最終的には収縮バルーンが得られる。水は、胃液とすることができ、またはアセンブリもしくは膨張プロセス中にバルーン内に水を含ませることによって、内部から制御することができる。気体透過を保証する複数のポート開口を存在させることができる。加えて、溶解時間；ポート開口のサイズ；ポート開口の数；内部チャネルの長さ；内部チャネルの幅；および材料溶解速度を制御するよう調節することができる、いくつかの変数がある。ポート／チャネルレイアウト設計は、ごく少量の表面積が任意の特定の時間で水分に曝露され、それによって腐食速度が制御され、最終的には膨張することを確実にすることができる。
[0202]通過を容易にする機構は、下方胃腸系を予測可能に通過する、より高い確率を有するサイズへと、バルーンを破壊させる、腐食機構を含む。好ましくは、収縮したときのバルーンのサイズは、長さ５ｃｍ未満および厚さ２ｃｍである（幽門括約筋を予測可能にかつ容易に通過することが示されている類似のサイズの様々な異物に類似する）。このことは、「腐食性の継ぎ目」を備えたバルーンを提供することによって実現することができる。バルーンを破壊する１つの継ぎ目は（最低でも）２つに等分された半分をもたらし、またはより多くの継ぎ目が、複数のより小さいバルーンの小片が解離反応で生成されるように、設けられる。使用される継ぎ目の数は、バルーンの当初の表面積と、より容易に胃腸管を予測可能に通過することができるサイズの小片にバルーンを解離するのに必要なものとに基づいて、選択することができる。継ぎ目腐食速度は、たとえば、外部胃環境ｐＨ、液体、湿度、温度、またはこれらの組合せによる影響を受ける材料を使用することによって、制御することができる。継ぎ目は、腐食性材料のみからなる単層、または多層にすることができる。自己収縮のタイミングは、継ぎ目層の設計、たとえば、継ぎ目材料の反応および／または分解を外部環境の代わりにバルーンの内部環境に依存させることによって、さらに制御することができる。腐食または分解が内部環境（たとえば、バルーンの内部ｐＨ、湿度、または他の因子）によって開始されるように反応を操作することによって、腐食タイミングに影響を及ぼす可能性のある、個人ごとの胃の変動（ｐＨなど）のあらゆる影響が、最小限度に抑えられる。内部バルーン環境は、注入時に過剰な水を添加することによって操作することができ、その結果、より湿度の高い内部環境を創出し、または添加される構成成分の量は、ｐＨなどを操作するため変化させることができる。
フィルム透過率
[0203]様々な異なる複合フィルムを、３７℃でＣＯ２拡散により測定されときの気体の透過率に関して、および様々な態様の胃内デバイスの壁またはその他のコンポーネント用の材料として使用される適切性に関して試験をした。表３のデータに示されるように、様々な複合壁構築の透過率を、それらのＣＯ２拡散速度に対する耐性によって評価し決定し、透過率試験の結果が小さくなるほど、フィルムが提供する気体拡散に対する障壁は高くなる。上記のように、気体拡散に対してフィルムが提供するフィルムの透過率および障壁の程度は、最も透過性のある気体の１種、ＣＯ２を３７℃で使用して誘導した。これは、その他の気体拡散速度の代用として使用することができ、一般にＣＯ２は、酸素よりも膜を横断する拡散が３〜５倍速く、窒素は、これらが２５℃で評価されたときに酸素透過速度よりも０．２〜０．４倍速い。表３が示すように、フィルムの透過率は、フィルム（その層は最初にＣＯ２ガスに曝露される）の配向、および相対湿度による影響も受ける。壁は、低い相対湿度（０％、充填後のバルーン内の条件に代表的）および高い相対湿度（１００％、インビボ条件に代表的）の条件下で試験をした。ある態様では、１０ｃｃ／ｍ２／日未満の透過率を有する複合壁が一般に好ましく；しかし、ＣＯ２などのインビボ気体による膨張および再膨張の所望の効果に応じて、インビボ条件で１０ｃｃ／ｍ２／日超のより高い透過率が望ましいとすることができる。たとえば、表中のフィルムのそれぞれは、様々な選択された態様で使用するのに適切とすることができ、したがって得られたバルーン壁は、１０ｃｃ／ｍ２／日よりもさらに大きい、たとえば５０ｃｃ／ｍ２／日超、１００ｃｃ／ｍ２／日超、２００ｃｃ／ｍ２／日超、３００ｃｃ／ｍ２／日超、４００ｃｃ／ｍ２／日超、５００ｃｃ／ｍ２／日超、７５０ｃｃ／ｍ２／日超、１０００ｃｃ／ｍ２／日超、１５００ｃｃ／ｍ２／日超、２０００ｃｃ／ｍ２／日超、２５００ｃｃ／ｍ２／日超、３０００ｃｃ／ｍ２／日超、３５００ｃｃ／ｍ２／日超、またはさらに４０００ｃｃ／ｍ２／日超の、ＣＯ２に対する透過率を有するようになる。選択された態様では、一般に、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ｃｃ／ｍ２／日〜約１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、または１５０ｃｃ／ｍ２／日の透過率を有することが好ましい。表３およびここのその他の箇所で、様々なフィルムが列挙される。フィルムが２つ以上の層を含むとき、「／」を使用して、１種の材料の層が別の層に隣接した状態を示し、このとき介在層または材料を任意に備える。たとえば、「Ａ／Ｂ／Ｃ」は、Ｂの層に隣接したＡの層と、層Ａに隣接する側とは反対側の層Ｂ上にあるＣの層に隣接したＢの層とを、介在層または材料（たとえば、タイ層、接着剤、表面調製、または表面処理など）を備えてまたは備えずに含む、フィルムを指すと考えられる。表３の最初の項目を参照すると、「ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ」は、エチレンビニルアルコールの層に隣接するポリエチレンの第１の層を含み、このエチレンビニルアルコールの層は、エチレンビニルアルコールの、ポリエチレンの第１の層に隣接する側とは反対側にあるポリエチレンの第２の層に隣接している、フィルムを指す。
［実施例］
[0204]実験は、バルーン破裂の指標として機能する、それらの胃バルーンデバイスに組み込まれ得る適切な色素を特定するのに実施した。選択用に考えられる色素の特性は、下記を含んでいた：許容可能な毒物学的プロファイル、許容可能な溶解度、強力な吸収（色調の高い強度）、胃環境内で安定、および排泄中に安定であり、患者および介護者によって視覚的に特定されるようになされる。下記の色素は、使用に適切にするための所望の性質を保有していることが、明らかにされた。これらには、ファストグリーンＦＣＦ（緑色放出）、インジゴカルミン（青色放出）、トリアムテレン（青色放出）、センナグリコシド（赤色放出）、およびベタニン（赤色放出）が含まれるが、これらに限定されなかった。
[0205]５種の上記参照された色素は、ヒトにおいて青、青緑、緑、または赤の尿色を生成することが公知である。メチレンブルーも、胃バルーン漏出の指標としてのその既存の使用に起因して、調査した。メチレンブルーに曝露された患者は、化合物が排出されるとき、それらの尿に青−緑の変色を観察することが公知である。２種のその他の化合物、ルミクロームおよびルミフラビンも、青−緑の尿を生成するが、不十分な溶解度も示す。３種の追加の化合物は、患者の尿の外観を、赤および蛍光色の黄を含めた青−緑以外の色に変えることが公知である。患者の尿を青−緑または赤の何れかに着色する副作用を有することが公知の薬物は、これらがバルーン漏出に関する偽陽性の源となり得ることも認められた。
[0206]メチレンブルーは、その薬効ならびにそのレドックスおよび放射特性に基づいて使用が見出された、高放射性青色色素である。メチレンブルーの化学構造を以下に提示する。
[0207]メチレンブルーは胃腸管を通過するにつれ、還元されてロイコメチレンブルーになる。ロイコメチレンブルーは、尿中で安定化され、ほとんど変化せずに排泄され、したがってその強度に青い色が保持される。たとえば、Ｑ．Ｈ．Ｍｅｎｇ，ｅｔ ａｌ．Ａｎｎ．Ｌａｂ．Ｍｅｄ．２０１３，３３，４５７−４５８を参照されたい。メチレンブルーへの曝露は、患者に対し、色素の排泄後にその尿を青−緑色に変えることが公知である。メチレンブルーの水溶液は、メトヘモグロビン血症の治療に承認されている。たとえば、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｘｌｉｓｔ．ｃｏｍ／ｓｃｒｉｐｔ／ｍａｉｎ／ｒｘｌｉｓｔ．ａｓｐ？ａｒｔｉｃｌｅｋｅｙ＝７１５７１＆ｐｆ＝３＆ｐａｇｅ＝１を参照されたい。商標名は、Ｕｒｏｌｅｎｅ Ｂｌｕｅであり、メチレンブルーの典型的な投薬量は１０ｍｇであるが、投薬量は変更することができる。メチレンブルーは、一般に、下記の：プロポフォールＰｒｏｓｅｄ ＤＳ；リンサピンを含むがこれらに限定されない鎮静剤および鎮痛薬にも組み込むことができる（Ｑ．Ｈ．Ｍｅｎｇ，ｅｔ．ａｌ．Ａｎｎ．Ｌａｂ．Ｍｅｄ．２０１３，３３，４５７−４５８．）：Ｐｒｏｐｏｆｏｌ Ｐｒｏｓｅｄ ＤＳ；Ｒｉｎｓａｐｉｎ参照）。
[0208]胃内バルーン内で適切な効果をもたらすメチレンブルーの量は、１０ｍｇ程度に低くすることができ；しかし、より高量を用いることができ、たとえば１５ｍｇ、２０ｍｇ、２５ｍｇ、３０ｍｇ、３５ｍｇ、４０ｍｇ、４５ｍｇ、５０ｍｇ、５５ｍｇ、６０ｍｇ、６５ｍｇ、７０ｍｇ、７５ｍｇ、８０ｍｇ、８５ｍｇ、９０ｍｇ、９５ｍｇ、または１５０ｍｇ、１００ｍｇ、２００ｍｇ、またはそれ以上である。約１５ｍｇ〜約６０ｍｇの量が典型的には用いられ、たとえば約２０〜４０ｍｇ、たとえば約３０ｍｇである。類似の量を、ここで明らかにされたその他の色素に用いることもできる。色素は、液体の形、たとえば純粋な液体、またはたとえば水、エタノール、もしくは任意のその他の生理的に許容される液体などの適切な液体中の溶液もしくは懸濁液で、単独でまたはその他の医薬品として許容される賦形剤と組み合わせて、バルーンに注入することができる。あるいは、または追加として、色素は、固体の形、たとえばペースト、ペレット、顆粒、粉末、カプセル化形態、または任意のその他の適切な形態で、純粋な状態でまたはその他の医薬品として許容される賦形剤と組み合わせて提供することができる。
[0209]ＢｉｏＥｎｔｅｒｉｃｓ胃内バルーン（ＢＩＢ−Ａｌｌｅｒｇａｎ Ｉｎｃ．、２０１２年現在）は、メチレンブルーと混合した生理食塩液を注入することによって膨張させる。メチレンブルーは、バルーン漏出の指標として組み込まれる。「Ｅｎｄｏｌｕｍｉｎａｌ ｂａｒｉａｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．」Ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ ７６，１（２０１２）を参照されたい。胃バルーン漏出の指標としての青−緑色の尿の使用は、偽陽性をもたらす可能性があることが、文書化されている。文書化されたケースでは、患者は、指示的緑色尿を検出したが、そのバルーンに漏出はなかった。尿の変色は、鎮静剤としてのプロポフォールの使用に由来すると、結論付けた。Ｐ．Ｂｅｒｎａｎｔｅ ｅｔ ａｌ．Ｏｂｅｓｉｔｙ Ｓｕｒｇｅｒｙ ２００３，１３，９５１−９５３。
[0210]表４および表５は、尿を着色することが公知の代替色素に関する情報を提供する。
[0211]尿を青緑に変える副作用があることが公知のその他の薬物には：アムロジピン（Ｎｏｒｖａｓｃ）、シルデナフィル（Ｖｉａｇｒａ）、フォシノプリル（Ｍｏｎｏｐｒｉｌ）、オメプラゾール（Ｐｒｉｌｏｓｅｃ）、およびプラバスチン（Ｐｒａｖａｃｈｏｌ）が含まれるが、これらに限定するものではない。
[0212]ダウノルビシン（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｒｕｇｓ．ｃｏｍ／ｓｆｘ／ｄａｕｎｏｒｕｂｉｃｉｎ−ｓｉｄｅ−ｅｆｆｅｃｔｓ．ｈｔｍｌ）、フェナゾピリジン（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｒｕｇｓ．ｃｏｍ／ｍｏｎｏｇｒａｐｈ／ｐｈｅｎａｚｏｐｙｒｉｄｉｎｅ−ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ．ｈｔｍｌ）、およびリファムピン（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｒｕｇｓ．ｃｏｍ／ｍｏｎｏｇｒａｐｈ／ｒｉｆａｍｐｉｎ．ｈｔｍｌ）は全て、尿を赤に変える副作用を有することが公知である。
[0213]アスパラギン酸（ＣＡＳ ＃ ２２２４−０２−４、アスパラガスから）は、アスパラガスを消費した後に、特徴的な臭いを尿に与えることが公知の化合物の１種である。臭いは、アスパラガス酸の環内ジスルフィドモチーフに起因する（開環形態は、アスパラガスを食べることに関連した典型的な臭いを引き起こさない）。
[0214]尿に臭いを生成することができるその他のスルフィド含有化合物には、たとえば、エタンチオールなどの長鎖チオールが含まれ、これは天然ガスのパイプラインで指標として使用されるものである。
[0215]ある態様では、２色の組合せが、独自の徴候を創出することができる。たとえば、青色および赤色放出色素（メチレンブルーおよびベタリンなど）の組合せは、色素の薬物動態が相補的でありそれらが同様の時間に排泄される場合、紫の尿という独自の徴候を創出する。
[0216]デバイス１：胃内バルーンに組み込まれたデバイスを含む、胃内バルーンであり、このデバイスは、患者または介護者に胃内バルーンの故障を警告するよう構成され、このデバイスは、胃液に曝露されるとロイコメチレンブルーに還元されるように構成されたメチレンブルーを含む。
[0217]デバイス２：故障が胃内バルーンの自発的収縮である、デバイス１。
[0218]デバイス３：故障が、胃内バルーン内に含有された充填流体の漏出である、デバイス１〜２の何れか。
[0219]デバイス４：デバイスが、１０ｍｇ〜６０ｍｇのメチレンブルー、または２０ｍｇ〜４０ｍｇのメチレンブルー、または３０ｍｇのメチレンブルーを含む、デバイス１〜３の何れか。
[0220]デバイス５：デバイスが、胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである、デバイス１〜４の何れか。
[0221]デバイス６：デバイスが、生理的に許容される液体中の溶液または懸濁液中のメチレンブルーである、デバイス１〜５の何れか。
[0222]方法１：胃内バルーンの故障を検出するための方法であって：胃内バルーンの故障を患者または介護者に警告するよう構成された、メチレンブルーを含むデバイスを含む胃内バルーンを、患者の胃に導入すること；初期充填流体を、胃内バルーンの管腔に導入して、胃内バルーンを膨張させること；膨張した胃内バルーンを、胃内バルーンの故障が生じるまでインビボ胃内環境に曝露し、それによってメチレンブルーを胃液に曝露し、ロイコメチレンブルーに還元すること；および胃内バルーンの故障を検出することであり、検出はロイコメチレンブルーの排泄後に患者の尿に青緑色を観察することを含む方法。
[0223]方法２：故障が、胃内バルーンの自発的膨張である、方法１。
[0224]方法３：故障が、胃内バルーン内に含有された充填液体の漏出である、方法１〜２の何れか。
[0225]方法４：デバイスが、１０ｍｇ〜６０ｍｇのメチレンブルー、または２０ｍｇ〜４０ｍｇのメチレンブルー、または３０ｍｇのメチレンブルーを含む、方法１〜３の何れか。
[0226]方法５：デバイスが、生理的に許容される液体中の溶液または懸濁液中のメチレンブルーである、方法１〜４の何れか。
[0227]方法６：デバイスが、胃内バルーンに注入された液体形態のメチレンブルーである、方法１〜５の何れか。
[0228]方法７：デバイスが、初期充填流体とは別に胃内バルーンに注入される、液体形態のメチレンブルーである、方法１〜６の何れか。
[0229]方法８：デバイスが、初期充填流体と共に胃内バルーンに注入される液体形態のメチレンブルーである、方法１〜６の何れか。
[0230]デバイス１〜６の態様の特徴の何れかは、ここで明らかにされる全ての側面および形態に適用可能である。さらに、デバイス１〜６の態様の特徴の何れかは独立して、部分的にまたは全体的に、ここに記述されるその他の態様と組合せ可能であり、いずれにせよ、たとえば１つ、２つ、または３つ以上の態様が、全体としてまたは部分的に組合せ可能であってもよい。さらに、デバイス１〜６の態様の特徴の何れかは、その他の側面または態様の選択肢としてもよい。方法１〜８の側面または態様は、別の側面または態様のシステムまたは装置によって行うことができ、システムの任意の側面または態様は、別の側面または態様の方法を行うように構成することができる。
[0231]本発明について、特定の態様を参照しながらこれまで述べてきた。しかし、上述以外の態様が、本発明の範囲内で等しく可能である。上述とは異なる方法工程は、本発明の範囲内で提供されてもよい。本発明の異なる特徴および工程を、記述されたもの以外のその他の組合せで組み合わせてもよい。本発明の範囲は、添付される特許請求の範囲によってのみ限定される。
[0232]ここに引用される全ての参考文献は、その全体が参照によりここに組み込まれる。参照に組み込まれる刊行物および特許または特許出願が本明細書に含有される開示と矛盾する限りにおいて、本明細書が、任意のそのような矛盾する素材に取って代わりかつ／または優先するものとする。
[0233]参照に組み込まれる刊行物および特許または特許出願が本明細書に含有される開示と矛盾する限りにおいて、本明細書が、任意のそのような矛盾する素材に取って代わりかつ／または優先するものとする。
[0234]他に定義されない限り、全ての用語（技術的および科学的用語を含む）は、当業者にとってそれらの通常のおよび習慣的な意味が与えられるものとし、ここでそのように明らかに定義されない限り、特殊なまたは特別な意味に限定するものではない。
[0235]本出願で使用される用語および文言と、それらの変形例は、他に明示しない限り、限定とは対照的に制約がないものと解釈すべきである。前述の例として、「含む」という語は、「限定することなく含む」または同様の内容を意味すると読むべきであり；本明細書で使用される「含む（comprising）」という語は、「含む（including）」、「含有する」、または「特徴付けられる」と同義であり、包括的または非制約的であり、追加の列挙されていない要素または方法工程を排除するものではなく；「例」という用語は、その網羅的なまたは限定的なリストではなくて論じている項目の例示的な場合を与えるのに使用され；「公知の」、「通常の」、「標準的な」などの形容詞、および類似の意味の用語は、記述されている項目を、与えられた期間にまたは与えられた時間の時点で利用可能な項目に、限定するものと解釈されるべきではなく、代わりに、現在もしくは将来の任意の時点で利用可能なまたは公知となり得る通常の、または標準的な技術を包含するものと読むべきであり；「好ましくは」、「好ましい」、「所望の」、または「望ましい」、および類似の意味の単語のような用語の使用は、ある特徴が本発明の構造または機能に極めて重要であり、必須であり、またはさらに重要であることを示唆すると理解すべきでなく、代わりに、本発明の特定の態様において利用されても利用されなくてもよい代替的または追加的な特徴を強調することを単に意図するものとする。同様に、接続詞「および」で連結された項目の群は、それらの項目のそれぞれおよび全てが群内に存在する必要があると読むべきではなく、むしろ、他に明示されない限り、「および／または」として読まれるべきである。同様に、接続詞「または」で連結された項目の群は、その群の間で相互排他的であることを必要とすると読まれるべきでなく、むしろ、他に明示されない限り、「および／または」として読まれるべきである。さらに、本出願で使用されるように、「ａ」および「ａｎ」という冠詞は、冠詞の文法的目的語の１つまたは複数（すなわち、少なくとも１つ）を指すものと解釈されるべきである。例として、「ａｎ ｅｌｅｍｅｎｔ」（「要素」）は、１つの要素または複数の要素を意味する。
[0236]「１つ以上」、「少なくとも」、「限定することのない」、またはその他同様の文言などの、広義の単語および文言が存在するいくつかの場合には、そのような広義の文言が存在し得ない場合に、より狭い場合が意図されており、または必要とされることを意味すると、読むものではない。
[0237]本明細書で使用された、成分、反応条件などの量を表す全ての数値は、全ての場合に「約」という用語により修飾されていると理解される。したがって、反対の内容が示されない限り、記述される数値パラメータは近似値であり、得ることが求められる所望の性質に応じて変化し得るものである。最低限、本出願の優先権を主張するあらゆる出願の任意の請求項の範囲の均等物である原理の適用を制限しようとするものではないが、各数値パラメータは、有効桁および通常の丸め方法の数値に照らして解釈されるべきである。値の範囲が示されている場合、範囲の上限および下限、ならびに上限と下限の間にある各介在値が、態様内に包含されると理解される。
[0238]さらに、前述の内容は、明確さおよび理解を目的として図示および例を用いていくらか詳細に記述してきたが、当業者には、ある変更および修正が実施され得ることが明らかである。したがって、記述および例は、本発明の範囲をここに記述される特定の態様および例に限定するものと解釈されるべきでなく、むしろ本発明の真の範囲および趣旨に付随する全ての修正例および代替例も包含するものである。
[0238]さらに、前述の内容は、明確さおよび理解を目的として図示および例を用いていくらか詳細に記述してきたが、当業者には、ある変更および修正が実施され得ることが明らかである。したがって、記述および例は、本発明の範囲をここに記述される特定の態様および例に限定するものと解釈されるべきでなく、むしろ本発明の真の範囲および趣旨に付随する全ての修正例および代替例も包含するものである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 壁、管腔、および収縮検出システムを有する胃内バルーンを含む、胃内容積占有デバイスであって、
前記収縮検出システムが、前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されている、胃内容積占有デバイス。
［２］ 前記故障が、前記胃内バルーンの自発的収縮である、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［３］ 前記故障が、前記胃内バルーン内に含有される充填流体の漏出である、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［４］ 前記充填流体がＳＦ６である、［１］〜［３］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［５］ 前記充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである、［１］〜［３］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［６］ 前記収縮検出システムが、トレーサー化合物を含む、［１］〜［５］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［７］ 前記トレーサー化合物が、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有された固体形態のメチレンブルーであり、前記メチレンブルーが、胃液に曝露されるとロイコメチレンブルーに還元されて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらし、前記固体形態は、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される、［６］に記載の胃内容積占有デバイス。
［８］ 前記メチレンブルーが純粋な状態にある、［７］に記載の胃内容積占有デバイス。
［９］ 前記メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている、［７］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１０］ 前記胃内容積占有デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む、［７］〜［９］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［１１］ メチレンブルーとの組合せで赤色放出色素をさらに含み、前記組合せが、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有され、前記組合せが、胃液に曝露されると前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されていて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫色の尿をもたらす、［７］〜［１０］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［１２］ 前記赤色放出色素がベタラインである、［１１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１３］ 前記トレーサー化合物が、フェナゾピリジンＨＣｌ、カスカラ、センナ、メトカルバモール、ビタミン、薬物、およびこれらの組合せのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、［６］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１４］ 前記トレーサー化合物が、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として、変色した尿をもたらす、［１３］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１５］ 前記変色した尿が、赤、橙、黄、ピンク、緑、茶、青、および紫からなる群から選択される色を含む、［１４］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１６］ 前記色が、第１の色および第２の色を含み、前記第１の色が前記第２の色とは異なり、前記変色した尿が、最初に前記第１の色であり、次いで、ある期間の後に前記第２の色である、［１４］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１７］ 収縮検出システムが、患者に生理的プロセスを誘発させるバイオマーカーを含み、これにより前記患者は、前記患者の外側から観察可能な医学的徴候を示す、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１８］ 前記バイオマーカーが、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有される、［１７］に記載の胃内容積占有デバイス。
［１９］ 前記医学的徴候が、前記医学的徴候を検出するよう構成されたデバイスによって検出可能である、［１７］〜［１８］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［２０］ 前記医学的徴候が、試験片によって検出可能である、［１７］〜［１９］の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
［２１］ 収縮検出システムが、摂取可能なセンサフィードバックシステムを含む、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２２］ 収縮検出システムが、無線周波数識別デバイスを含む、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２３］ 前記収縮検出システムが、磁石を含む、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２４］ 前記バルーン壁が内面を含み、前記磁石が、前記バルーンが膨張したときに間隔が空くように前記内面に配置され位置付けられた磁石の対を含む、［２３］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２５］ 前記磁石の対が、少なくとも１つの追加の磁石を含む、［２４］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２６］ 前記収縮検出システムが、前記胃内バルーンが膨張したときおよびＸ線撮影を介して視覚化されたときに第１の形状をもたらすように、前記胃内バルーン壁の内面に配置された放射線不透過材料を含み、前記胃内容積占有デバイスの故障は、Ｘ線撮影を介して視覚化したときに前記配置された放射線不透過材料が第２の形状として現れた場合に示される、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２７］ 前記第１の形状が、点および／または線のパターンである、［２６］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２８］ 前記第１の形状が、円形、卵形、長方形、または三角形のうちの１つである、［２７］に記載の胃内容積占有デバイス。
［２９］ 前記収縮検出システムが、磁場の感知によって検出可能な磁性または磁化可能な構造体を含む、［１］に記載の胃内容積占有デバイス。
［３０］ 前記磁性または磁化可能な構造体が、前記胃内バルーンの保持構造体に埋め込まれている、［２９］に記載の胃内容積占有デバイス。
［３１］ 胃内容積占有デバイスの故障を検出するための方法であって、前記方法が、
患者の胃に、胃内バルーンおよび収縮検出システムを含む胃内容積占有デバイスを導入すること、ここで、前記胃内バルーンが壁および管腔を有するものであり、
初期充填流体を、前記胃内バルーンの前記管腔内に導入して、前記胃内バルーンを膨張させること、及び
前記膨張した胃内バルーンを、前記胃内バルーンの故障が生ずるまでインビボ胃内環境に曝露すること
を含む、方法。
［３２］ 前記収縮検出システムが、固体形態にありかつ前記胃内バルーンの前記管腔内に含有されるメチレンブルーを含み、前記故障が生じると、前記メチレンブルーが胃液に曝露され、ロイコメチレンブルーに還元されて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらす、［３１］に記載の方法。
［３３］ 前記故障が、前記胃内バルーンの自発的収縮、または前記胃内バルーン内に含有される前記充填流体の漏出である、［３１］〜［３２］の何れか１項に記載の方法。
［３４］ 前記充填流体がＳＦ６である、［３１］〜［３３］の何れか１項に記載の方法。
［３５］ 前記充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである、［３１］〜［３３］の何れか１項に記載の方法。
［３６］ 前記固体形態が、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される、［３１］〜［３５］の何れか１項に記載の方法。
［３７］ 前記メチレンブルーが純粋な状態にある、［３１］〜［３６］の何れかに記載の方法。
［３８］ 前記メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている、［３１］〜［３６］の何れか１項に記載の方法。
［３９］ 前記メチレンブルーが、赤色放出色素との組合せで存在し、前記組合せは、胃液に曝露されると前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されていて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫色の尿をもたらす、［３１］〜［３８］の何れか１項に記載の方法。
［４０］ 前記胃内容積占有デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む、［３１］〜［３９］の何れか１項に記載の方法。

Claims (40)

  1. 壁、管腔、および収縮検出システムを有する胃内バルーンを含む、胃内容積占有デバイスであって、
    前記収縮検出システムが、前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されている、胃内容積占有デバイス。
  2. 前記故障が、前記胃内バルーンの自発的収縮である、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  3. 前記故障が、前記胃内バルーン内に含有される充填流体の漏出である、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  4. 前記充填流体がＳＦ６である、請求項１〜３の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  5. 前記充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである、請求項１〜３の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  6. 前記収縮検出システムが、トレーサー化合物を含む、請求項１〜５の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  7. 前記トレーサー化合物が、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有された固体形態のメチレンブルーであり、前記メチレンブルーが、胃液に曝露されるとロイコメチレンブルーに還元されて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらし、前記固体形態は、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される、請求項６に記載の胃内容積占有デバイス。
  8. 前記メチレンブルーが純粋な状態にある、請求項７に記載の胃内容積占有デバイス。
  9. 前記メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている、請求項７に記載の胃内容積占有デバイス。
  10. 前記胃内容積占有デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む、請求項７〜９の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  11. メチレンブルーとの組合せで赤色放出色素をさらに含み、前記組合せが、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有され、前記組合せが、胃液に曝露されると前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されていて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫色の尿をもたらす、請求項７〜１０の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  12. 前記赤色放出色素がベタラインである、請求項１１に記載の胃内容積占有デバイス。
  13. 前記トレーサー化合物が、フェナゾピリジンＨＣｌ、カスカラ、センナ、メトカルバモール、ビタミン、薬物、およびこれらの組合せのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項６に記載の胃内容積占有デバイス。
  14. 前記トレーサー化合物が、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として、変色した尿をもたらす、請求項１３に記載の胃内容積占有デバイス。
  15. 前記変色した尿が、赤、橙、黄、ピンク、緑、茶、青、および紫からなる群から選択される色を含む、請求項１４に記載の胃内容積占有デバイス。
  16. 前記色が、第１の色および第２の色を含み、前記第１の色が前記第２の色とは異なり、前記変色した尿が、最初に前記第１の色であり、次いで、ある期間の後に前記第２の色である、請求項１４に記載の胃内容積占有デバイス。
  17. 収縮検出システムが、患者に生理的プロセスを誘発させるバイオマーカーを含み、これにより前記患者は、前記患者の外側から観察可能な医学的徴候を示す、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  18. 前記バイオマーカーが、前記胃内バルーンの前記管腔内に含有される、請求項１７に記載の胃内容積占有デバイス。
  19. 前記医学的徴候が、前記医学的徴候を検出するよう構成されたデバイスによって検出可能である、請求項１７〜１８の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  20. 前記医学的徴候が、試験片によって検出可能である、請求項１７〜１９の何れか１項に記載の胃内容積占有デバイス。
  21. 収縮検出システムが、摂取可能なセンサフィードバックシステムを含む、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  22. 収縮検出システムが、無線周波数識別デバイスを含む、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  23. 前記収縮検出システムが、磁石を含む、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  24. 前記バルーン壁が内面を含み、前記磁石が、前記バルーンが膨張したときに間隔が空くように前記内面に配置され位置付けられた磁石の対を含む、請求項２３に記載の胃内容積占有デバイス。
  25. 前記磁石の対が、少なくとも１つの追加の磁石を含む、請求項２４に記載の胃内容積占有デバイス。
  26. 前記収縮検出システムが、前記胃内バルーンが膨張したときおよびＸ線撮影を介して視覚化されたときに第１の形状をもたらすように、前記胃内バルーン壁の内面に配置された放射線不透過材料を含み、前記胃内容積占有デバイスの故障は、Ｘ線撮影を介して視覚化したときに前記配置された放射線不透過材料が第２の形状として現れた場合に示される、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  27. 前記第１の形状が、点および／または線のパターンである、請求項２６に記載の胃内容積占有デバイス。
  28. 前記第１の形状が、円形、卵形、長方形、または三角形のうちの１つである、請求項２７に記載の胃内容積占有デバイス。
  29. 前記収縮検出システムが、磁場の感知によって検出可能な磁性または磁化可能な構造体を含む、請求項１に記載の胃内容積占有デバイス。
  30. 前記磁性または磁化可能な構造体が、前記胃内バルーンの保持構造体に埋め込まれている、請求項２９に記載の胃内容積占有デバイス。
  31. 胃内容積占有デバイスの故障を検出するための方法であって、前記方法が、
    患者の胃に、胃内バルーンおよび収縮検出システムを含む胃内容積占有デバイスを導入すること、ここで、前記胃内バルーンが壁および管腔を有するものであり、
    初期充填流体を、前記胃内バルーンの前記管腔内に導入して、前記胃内バルーンを膨張させること、及び
    前記膨張した胃内バルーンを、前記胃内バルーンの故障が生ずるまでインビボ胃内環境に曝露すること
    を含む、方法。
  32. 前記収縮検出システムが、固体形態にありかつ前記胃内バルーンの前記管腔内に含有されるメチレンブルーを含み、前記故障が生じると、前記メチレンブルーが胃液に曝露され、ロイコメチレンブルーに還元されて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として変色した尿をもたらす、請求項３１に記載の方法。
  33. 前記故障が、前記胃内バルーンの自発的収縮、または前記胃内バルーン内に含有される前記充填流体の漏出である、請求項３１〜３２の何れか１項に記載の方法。
  34. 前記充填流体がＳＦ６である、請求項３１〜３３の何れか１項に記載の方法。
  35. 前記充填流体が、窒素とＳＦ６との組合せである、請求項３１〜３３の何れか１項に記載の方法。
  36. 前記固体形態が、ペースト、ペレット、顆粒、粉末、およびカプセル化形態からなる群から選択される、請求項３１〜３５の何れか１項に記載の方法。
  37. 前記メチレンブルーが純粋な状態にある、請求項３１〜３６の何れかに記載の方法。
  38. 前記メチレンブルーが、医薬品として許容される賦形剤と組み合わされている、請求項３１〜３６の何れか１項に記載の方法。
  39. 前記メチレンブルーが、赤色放出色素との組合せで存在し、前記組合せは、胃液に曝露されると前記胃内容積占有デバイスの故障を示すように構成されていて、前記胃内容積占有デバイスの故障の指標として紫色の尿をもたらす、請求項３１〜３８の何れか１項に記載の方法。
  40. 前記胃内容積占有デバイスが、メチレンブルーを１０ｍｇ〜６０ｍｇ含む、請求項３１〜３９の何れか１項に記載の方法。
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