JP2023547446A - 物質送達カプセル - Google Patents

Abstract

１．カプセル装置（１００）であって、患者の消化管の内腔内への嚥下に、およびカプセル装置からの治療物質の腸送達に好適であり、カプセル装置（１００）が、ａ）ハウジング部分（１１０、１１５、１２０）と、ｂ）拡張された送達前構成から非拡張送達構成に、ハウジング部分に対して移動可能な起動要素（１３０）と、ｃ）貯蔵部（Ａ）に含まれる治療物質と、ｄ）位置エネルギー源および送達出口（１９０）を備えるアクチュエータ（１４０）を備える送達アセンブリと、を備える、カプセル装置。起動要素（１３０）は、アクチュエータ（１４０）に送達出口（１９０）を通して治療物質を送達させるように、腸壁の蠕動収縮によって、拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、対象使用者への原薬の送達のための消化管の内腔内への摂取に好適な薬剤送達装置に関する。

本発明の開示では、主にインスリンの送達による糖尿病治療が参照されるが、これは本発明の例示的な使用に過ぎない。

多くの人々が、糖尿病などの疾患に罹り、定期的に、および多くの場合、日常的に、薬剤の注射を受けることを必要としている。疾患を治療するために、これらの人々は、複雑であるとみなされ得る、かつ不快な経験となり得る、異なるタスクを実施する必要がある。更に、その人々は、外出時に注射装置、針、薬剤を持参することが必要となる。したがって、治療が錠剤またはカプセルの経口摂取に基づき得る場合、そのような疾患の治療の顕著な改善とみなされるであろう。

しかしながら、タンパク質ベースの薬剤は、摂取時に吸収されるのではなく、分解および消化されることになるため、そのような溶液は、実現が非常に困難である。

経口摂取を通してインスリンを血流中に送達するための作用溶液を提供するために、薬剤は、まず消化管の内腔に送達され、更に消化管の壁（内腔壁）内に送達されなければならない。これは、以下の数個の課題を提示する：（１）薬剤は、胃内の酸による分解または消化から保護されなければならない。（２）薬剤は、胃内、または下部消化管、すなわち、胃の後に放出されなければならず、これは、薬剤放出の絶好の機会を制限する。（３）薬剤は、胃および下部消化管内の流体の分解環境に曝される時間を制限するために、内腔壁に送達されなければならない。壁で放出されない場合、薬剤は、放出点から壁への移動中に分解され得るか、または分解流体から保護されない限り、吸収されずに下部消化管を通過し得る。

内腔または内腔壁に原薬を送達するためのカプセル装置が提案されている。カプセルを対象の胃腸系に嚥下させることによってなど、カプセルを挿入した後、原薬を貯蔵部から出口を通して押し出すアクチュエータを使用して、薬剤送達を行ってもよい。典型的なカプセル装置は、圧縮ばねまたは気体膨張ユニットなどのアクチュエータと、貯蔵部内の液体原薬との間に配設された、摺動可能なピストンを備える薬剤貯蔵部を含む。

経口送達されたカプセル装置に対する送達のトリガは、多くの注目の対象であった。特許文献１では、バルーンの膨張を制御するために、小腸内の蠕動収縮によって適用された圧縮力に応答して分離弁が開放するシステムが提案されている。

消化管内の治療物質の送達のために構成された嚥下可能なカプセル装置について、消化管系内の様々な状態に関わらず、内腔壁の組織における送達および原薬の堆積の一貫した性能を確保することは概して困難である。

上記のことを考慮して、本発明の目的は、先行技術のカプセル装置と比べて改善されたカプセル装置を提供することである。

米国特許公開第２０２０／１７１２８７号

本発明の開示では、上記の目的のうちの１つ以上に対処する、または下記の開示だけでなく例示的な実施形態の説明からも明らかな目的に対処する、実施形態および態様が説明される。

最近では、特に小腸を介して、薬剤を送達し得る装置を設計する試みが数多く行われているが、腸壁に近接し、適切なタイミングで起動を確保することは困難であることが実証されている。そのような装置は、腸の直径、形態、および食物状態の変化とは無関係に、腸近接を達成するための機構を有することが不可欠である。

したがって、本発明の第１の態様では、患者の消化管の内腔内への嚥下に、およびカプセル装置からの治療物質の腸送達に好適であるカプセル装置が提供され、カプセル装置は、
－ハウジング部分と、
－拡張された送達前構成から非拡張送達構成に、ハウジング部分に対して移動可能な起動要素であって、起動要素が、腸壁の蠕動収縮に起因して、拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動されるように、腸壁相互作用のために構成されている、起動要素と、
－治療物質と、
－送達出口を含む送達アセンブリであって、送達アセンブリが、送達出口を通して治療物質を送達するために、起動要素の動作に応答して展開するように構成されている、送達アセンブリと、を備え、
送達アセンブリが、位置エネルギー源を備えるアクチュエータを備え、アクチュエータが、位置エネルギー源からのエネルギーの放出時に送達出口を通して治療物質の送達を駆動するように構成されており、起動要素は、起動要素が、拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動する際に、治療物質の送達を開始するように構成されている。

第１の態様によるカプセルは、送達出口と消化器系における内腔壁の組織との間の改善され一貫した近接または接触を提案し、物質送達の開始は、送達部位における腸の蠕動運動に起因して生じる収縮と最適に同期化される。位置エネルギー源に貯蔵され、したがって、蠕動収縮の開始から利用可能である位置エネルギーに起因して、カプセル装置からの治療物質の送達は、蠕動収縮の開始と最適に同期化されることになる。これは、薬剤送達の全持続時間中、正しい組織近接性を確保するように機能する。

治療物質は、カプセル装置のハウジング内などの、カプセル装置内に配設された貯蔵部（Ａ）に貯蔵され得る。典型的には、治療物質は、カプセル装置が使用者に手渡されるとき、または代替的に、物質が嚥下前にのみカプセル内に充填されるとき、貯蔵部（Ａ）で利用可能になる。

一部の形態では、装置を嚥下するとき、貯蔵部（Ａ）が、ある量の治療物質を収容し、使用時、および起動要素が拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動する前に、位置エネルギー源が、送達出口を通して当該ある量の治療物質の全てを送達するのに十分な量の貯蔵された位置エネルギーを保持する。他の形態では、位置エネルギー源は、送達出口を通して当該ある量の治療物質の少なくとも６０パーセントなど、少なくとも７０パーセントなど、少なくとも８０パーセントなど、少なくとも９０パーセントなど、少なくとも９５％などの、少なくとも５０パーセントを送達するのに十分な量の貯蔵された位置エネルギーを保持する。

一部の形態では、治療物質が貯蔵部（Ａ）から薬剤出口を通して送達される際に、エネルギー源に貯蔵された位置エネルギーが枯渇する。

一部の変形例では、起動要素は、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動時にアクチュエータからのエネルギー、例えば、位置エネルギー源内に含まれる貯蔵された位置エネルギーの放出を作動して、それによって治療物質の送達を開始するために、アクチュエータに動作可能に接続されている。

いくつかの実施形態では、カプセル装置は、貯蔵部から送達出口を通る治療物質の輸送を制御するように配設される送達ゲートを備え、起動要素は、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動時に送達を開始するために、送達ゲートに動作可能に接続されている。

一部の実施形態では、起動要素は、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動が、送達ゲートを非送達状態から送達状態に動作させるように、送達ゲートと機械的に相互連結する。起動要素は、一部の実施形態で、起動要素の移動が、送達を開始するように送達ゲートを機械的に強制するように、機械式動力伝達具によって送達ゲートに接続され得る。

一部の形態では、機械式動力伝達具は、小腸の蠕動収縮力が、起動要素を介して、および機械式動力伝達具を介して、送達ゲート上に伝達されて、送達ゲートを機械的に開放して、薬剤出口を通した送達を開始するような様式で提供される。

一部の実施形態では、起動要素が、非拡張送達前構成で解放可能に維持され、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成へのハウジング部分に対する移動のために解放されるように構成されている。

カプセルは、起動要素が、非拡張送達前構成または拡張された送達前構成のいずれかで、解放可能なリテーナによって解放可能に維持されるように提供され得る。例えば、カプセルは、起動要素が、非拡張送達前構成で、分解可能または溶解可能なリテーナによって解放可能に維持されるように提供され得る。分解可能または溶解可能なリテーナは、十分な曝露時間で生体液に供されたときに、溶解または分解して、それによって、拡張された送達前構成への移動のために起動要素を解放するように構成され得る。あるいは、分解可能または溶解可能なリテーナは、カプセル装置の外部を取り囲む胃液の少なくとも１つの化学的特性が、使用者／患者の消化管を通過する間の変化時に、溶解または分解するように構成され得る。

異なる実施形態では、解放可能なリテーナは、ＧＩ管環境感受性機構などの環境感受性機構として提供される。ＧＩ管環境感受性機構であって、解放可能なリテーナが、
ａ）解放可能なリテーナが、ＧＩ管内のｐＨの変化に起因して、分解、腐食、および／または溶解する材料を含むことと、
ｂ）解放可能なリテーナが、ＧＩ管内のｐＨに起因して、分解、腐食、および／または溶解する材料を含むことと、
ｃ）解放可能なリテーナが、ＧＩ管内の酵素の存在に起因して、分解、腐食、および／または溶解する材料を含むことと、
ｄ）解放可能なリテーナが、ＧＩ管内の酵素の濃度の変化に起因して、分解、腐食、および／または溶解する材料を含むことと、を含む群のうちの少なくとも１つによって特徴付けられる、ＧＩ管環境感受性機構。

一部の実施形態では、起動要素付勢ユニットは、カプセル装置によって構成され、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成への移動のために起動要素を付勢するように構成されている。起動要素付勢ユニットは、異なる変形例では、膨潤材料部分、ばね、圧縮された気体、および気体発生器のうちの１つ以上を含み得る。一部の形態では、アクチュエータに貯蔵された位置エネルギーは、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成への移動に向かって起動要素を付勢する力を提供し得る。

アクチュエータの異なる実施形態では、位置エネルギー源は、事前荷重されたばね、圧縮された気体貯蔵ユニット、および気体発生拡張ユニットのうちの１つ以上の形態で提供され得る。

アクチュエータは、カプセル装置によって画定される作動チャンバ（Ｂ）内に、またはそれと関連して配設され得る。移動可能な分離器は、作動チャンバ（Ｂ）と貯蔵部（Ａ）との間に配設され得る。移動可能な分離器は、いくつかの実施形態では、貯蔵部（Ａ）内で摺動可能に配設されるピストンとして提供されるか、またはそれを含み得る。他の形態では、移動可能な分離器は、作動チャンバ（Ｂ）内の駆動力、例えば、加圧気体、および貯蔵部（Ａ）内に収容された治療物質を分離している、可撓性膜を備え得る。いくつかの形態では、可撓性膜は、薬剤出口を通した流体連通のために薬剤出口に単一の開口部を有する、バッグまたは類似のエンクロージャとして提供され得る。

アクチュエータが加圧気体貯蔵ユニットを備える実施形態では、加圧気体キャニスタは、作動チャンバに向かって封止する、穿刺可能なシールを有する気体エンクロージャが提供され得る。そのような実施形態では、起動要素は、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動が、シールを穿刺するように、穿刺要素と穿刺可能なシールとの間の相対移動を引き起こすように、機械式動力伝達具を介して穿刺要素に接続する。これは、加圧気体キャニスタの気体が、作動チャンバ（Ｂ）に妨害されることなく流動し、薬剤出口から治療物質を送り出すことを可能にする。加圧気体キャニスタは、貯蔵部（Ａ）から全排出可能な量の治療物質を送り出すのに十分な量の加圧気体を含み得る。

位置エネルギー源は、他の実施形態では、気体発生器によって、作動チャンバ（Ｂ）内の上昇した気体圧力で気体を発生させるように構成されている、気体発生拡張ユニットを備えるように提供され得る。

一部の実施形態では、作動チャンバ（Ｂ）と関連付けられた気体発生器は、発泡性材料を含み、カプセルハウジング部分は、発泡性材料につながる流体入口部分を含む。

カプセル装置のいくつかの形態では、流体入口部分は最初に、内腔内の生体液に供されたときに、溶解するよう適合された腸溶性コーティングを含み、内腔内の生体液は、腸溶性コーティングの溶解時に流体入口部分を通って流動することが可能になり、生体液と発泡性材料との間の接触を引き起こす。

更なる実施形態では、流体入口部分は、内腔内の生体液が半透過性膜を通って移動し、発泡性材料と接触することを可能にする半透過性膜を含む。

代替的な実施形態では、カプセル装置は、液体で充填された液体区画を含み、気体発生器は、液体区画からの液体と接触したときに気体を発生させるように構成された発泡性材料を含み、解放可能なリテーナの解放時、発泡性材料と液体との間の接触を可能にする。

更に他の実施形態では、気体発生器は、第１の反応物と第２の反応物との間の接触時に作動チャンバ（Ｂ）内で気体を発生させるように構成された少なくとも第１の反応物および第２の反応物を含む。

一部の実施形態では、カプセル装置は、送達ゲートの動作を制御するための圧力動作式ラッチ配設を更に備え、圧力動作式ラッチ配設は、上昇した気体圧力が作動チャンバ（Ｂ）内で所定のレベルを上回って発生している際、および／または上昇した液体圧力が貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回って発生している際にのみ解放して、送達ゲートの動作が送達を開始することを可能にするように構成されている。

一部の形態では、圧力動作式ラッチ配設は、起動要素が、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成に移動することを阻止し、上昇した気体圧力が作動チャンバ（Ｂ）内で所定のレベルを上回って発生している際、および／または上昇した液体圧力が貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回って発生している際に解放して、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成への起動要素の動作を可能にするように構成されている。

他の形態では、圧力動作式ラッチ配設は、起動要素が、拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動することを阻止し、上昇した気体圧力が作動チャンバ（Ｂ）内で所定のレベルを上回って発生している際、および／または上昇した液体圧力が貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回って発生している際に解放して、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の動作を可能にするように構成されている。

送達ゲートは、ハウジング部分および起動要素のそれぞれと関連付けられるか、またはそれぞれによって形成される第１のゲート要素および第２のゲート要素を画定するように提供され得、第１のゲート要素および第２のゲート要素は、送達出口と関連付けられた開放可能なシールまたは開放可能な弁の協働要素を画定する。

一部の実施形態では、送達出口と関連付けられた当該開放可能なシールまたは開放可能な弁は、開放不可能な状態と開放可能な状態との間で動作可能であり、カプセル装置は、開放可能なシールまたは開放可能な弁が、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成への起動要素の移動に続いて、開放不可能な状態から開放可能な状態に移動するように構成されるように適合されている。開放可能なシールまたは開放可能な弁は、作動チャンバ（Ｂ）内で所定のレベルを上回る上昇した気体圧力、および／または貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回る上昇した液体圧力が発生する際に、開放不可能な状態から開放可能な状態に移動するように構成され得る。

開放可能なシールまたは開放可能な弁は、貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回る上昇した液体圧力が発生する際に、開放不可能な状態から開放可能な状態に移動するように構成された双安定ダイアフラムを備え得る。

いくつかの実施形態では、小腸などの内腔は、内腔壁を画定し、薬剤出口は、無針ジェット送達のために構成されたジェットノズル配設を含む。このように、摂取可能なカプセル装置は、鋭利な針の先を含まず、針を作動および格納する機構も必要とされない。

カプセル装置は、異なる実施形態では、液体製剤の液体ジェット送達、粉末製剤のジェット送達、液体製剤の針送達、および固体用量製剤の固体用量送達のうちの１つによって作用するように構成され得る。

ジェット送達のための既存のジェット注射器システムは、当該技術分野で公知である。当業者であれば、例えば、国際公開第２０２０／１０６，７５０号（ＰＲＯＧＥＮＩＴＹ ＩＮＣ）から、治療物質を内腔壁内に送達するための正しいジェット力を提供する適切なジェット注射器を選択する方法を理解するであろう。更なる詳細および例が、本出願に更に提供される。

無針ジェット注射の実施形態について、本カプセルは、原薬を、原薬が内腔壁の組織に貫入することを可能にする貫入速度で、ノズル配設を通して排出するように構成されてもよい。

本カプセルの他の形態では、薬剤出口は、注射針を備え、原薬は、注射針を通して排出可能である。薬剤出口と関連付けられた注射針は、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動時に、注射針によって腸組織を貫通するために、非曝露状態と曝露状態との間で移動するように構成され得る。

特定の実施形態では、起動要素が、非拡張送達構成から拡張された送達後構成に更に動作可能であり、注射針が、非拡張送達構成から拡張された送達後構成への起動要素の移動時に、曝露状態から非曝露状態に移動する。したがって、連続蠕動収縮時、カプセル装置内で第１の非曝露状態で最初に配設された針は、組織を貫通するために曝露状態になり、その後、送達後、安全な廃棄のためにカプセル装置内で第２の非曝露状態になる。

例示的な実施形態では、カプセル装置は、患者による嚥下、および腸または大腸などの、標的場所における送達のための患者の消化管の内腔内への移動のために構成されている。装置のカプセルは、ヒトなどの対象によって嚥下されることを可能にするように形状設定およびサイズ設定され得る。

一部の形態では、カプセルは、長手方向軸に沿って延在する細長い物体を画定し、起動要素は、ハウジング部分に対する旋回または直線移動によって半径方向に移動可能である要素を形成する。非限定的な実施形態は、枢動関節または直線ガイドを介してハウジング部分に接続する翼、脚、またはアームを形成するなど、起動要素が硬質部材として提供されるカプセル装置を含む。

ハウジング部分が長手方向軸に沿って延在する細長い壁セクションを備える実施形態では、当該薬剤出口は、組織相互作用を容易にするために、細長い壁セクションに対して横方向に外を指すように配設され得る。いくつかの実施形態では、薬剤出口は、ハウジング部分に対して固定して取り付けられ得る。他の実施形態では、薬剤出口は、起動要素に対して固定して取り付けられ得る。実施形態では、起動要素の一部分が、拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動するときに、ハウジングに対して起動方向に移動する場合、薬剤出口は、起動方向または起動方向に対向する方向のいずれかで、起動方向と平行な方向を指すように配向され得る。

カプセル装置の更なる形態では、薬剤出口は、多数の別個の薬剤出口を備える薬剤出口アセンブリを形成する。

上記の配設によって、経口投与された治療物質が、生存哺乳動物対象の腸壁内に、安全かつ確実に送達され得る。他の有利な解決策は、添付の説明に説明される各実施形態によって提供される。

本明細書で使用される場合、「薬剤」、「原薬」、「製剤」、または「治療物質」という用語は、指定された標的部位内またはその上に送達されることができる任意の薬剤製剤または有益な薬剤を包含することを意味する。薬剤は、単一の薬剤化合物、予混合されたもしくは共製剤化された複数の薬剤化合物、または２つ以上の別個の薬剤成分によって混合される製剤でさえあってもよく、混合は、排出の前または最中のいずれかに実施される。代表的な薬剤としては、固体、粉末または液体の両方の形態における、ペプチド（例えば、インスリン、インスリン含有薬剤、ＧＬＰ－１含有薬剤ならびにその誘導体）、タンパク質、およびホルモンなどの医薬品、生物由来または活性物質、ホルモンおよび遺伝子に基づく物質、栄養製剤、ならびに他の物質が挙げられる。具体的には、薬剤は、インスリンまたはＧＬＰ－１含有薬剤であってもよく、これは、その類似体、および１つ以上の他の薬剤との組み合わせを含む。

以下では、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態による摂取可能なカプセル１００の断面側面図である。 図２は、第１の実施形態によるカプセル１００の構成要素の分解斜視図である。 図３ａ～３ｃは、第１の実施形態によるカプセル１００の針ハブ、針、およびラッチ機構の斜視図であり、各図は、３つの連続する状態のうちの１つで図示された配設を示している。 図４ａ～４ｆは、第１の実施形態によるカプセル１００の斜視部分断面図であり、各図は、６つの連続する状態のうちの１つで図示されたカプセル１００を示している。 図５ａ～５ｃは、第２の実施形態によるカプセル２００の断面側面図であり、各図は、３つの連続する状態のうちの１つで図示されたカプセル２００を示している。 図６は、第３の実施形態によるカプセル３００の断面側面図である。 図７ａは、第４の実施形態によるカプセル４００の部分的に切断された断面側面図であり、図は、摂取前の状態でカプセルを示している。 図７ｂ～７ｄは、第４の実施形態によるカプセル４００の断面側面図および断面端面図を示し、各図は、摂取後の３つの連続する状態のうちの１つで図示されたカプセル４００を示している。 図８ａ～８ｃは、第５の実施形態によるカプセル５００の断面側面図であり、各図は、３つの連続する状態のうちの１つで図示されたカプセル５００を示している。 図９ａ～９ｃは、圧力動作式ラッチ配設の例示的な実施形態の動作原理を例示する概略図である。

図中、同様の構造物は、主として同様の参照番号によって識別される。

以下で「上」および「下」、「上側」および「下側」、「右」および「左」、「水平」および「垂直」などの用語、または同様の相対表現が使用されるとき、これらは、添付の図に言及するだけであり、必ずしも実際の使用状況ではない。示された図は、概略表現であり、そのため、異なる構造の構成、およびそれらの相対寸法は、例示的な目的のみを果たすことが意図される。部材または要素という用語が所与の構成要素に対して使用されるとき、これは概して、説明される実施形態においてこの構成要素が単一の構成要素であることを示すが、代替的に、説明される構成要素のうちの２つ以上が単一の構成要素として、例えば、単一の射出成形部品として製造される可能性があるように、同一の部材または要素がいくつかの下位構成要素を備えてもよい。「組立品」および「サブ組立品」という用語は、説明された構成要素が所与の組み立て手順の間に単一の、または機能組立品またはサブ組立品を提供するために組み立てられる必要があることを暗示しておらず、機能的により密接に関連するものとしてともに分類される構成要素を説明するために使用されるに過ぎない。

図１～４ｆを参照すると、本発明による薬剤送達装置の第１の実施形態が説明され、本実施形態は、患者などの対象が摂取するようにカプセル装置１００がサイズ設定および形状設定され、本装置は、患者の標的内腔内でトリガされると、ある用量の液体薬剤をカプセル装置１００の外部部分に提供された薬剤出口を通して排出する、本カプセル装置に組み込まれたトリガ可能な排出システムを続いて展開するように構成されている。以下で単に「カプセル」と呼ばれる開示された摂取可能なカプセル装置１００は、例示に過ぎず、本発明に従って、異なるカプセル外形を有する他の形態で提供され得ることに留意されたい。また、示されている出口は、標的場所で粘膜組織に挿入されるように構成された単一の注射針を備えるが、出口は、複数の注射針を含むなどの、代替的な形態で、またはジェット作用によって出口を通して物質を直接排出するための１つ以上の出口ノズル開口部として提供され得る。開示された実施形態は、カプセルが、標的場所、より具体的には小腸で胃腸管の内腔に入ることを可能にするように患者によって摂取されるのに好適であり、標的場所にあるときに、カプセルが、液体用量の原薬を内腔を取り囲む内腔壁の組織内に排出するように自動的にトリガするように構成されたカプセル１００に関する。他の実施形態では、カプセルは、大腸などの胃腸系、または更には対象の他の内腔部分において、物質を排出するように構成され得る。

図１を参照すると、示されている断面図は、嚥下後であるが薬剤送達のための起動前の状態にあるカプセル１００を図示する。図１には示されていないが、所定の状態が満たされるまで、起動を防止する状態応答性配設があり、例えば、状態は、嚥下後の標的場所にカプセルの到着であり得る。実施形態では、カプセル１００、腸溶性コーティング、または他のｐＨ感受性コーティング（図示せず）は、患者の胃を通る移動中にカプセルを保護するように機能するが、カプセルが小腸内の標的場所に到達して、原薬の送達のための起動を可能にする際に分解するように設計される。本発明による様々な異なる実施形態によると、腸溶性コーティングの代替物が代わりに使用されてもよい。非限定的な例として、解放機構が、原薬の送達の起動を可能にするか、または引き起こすために、ＧＩ管内の特定の場所で分解して、相対移動のために装置の第２の構成要素に対して第１の構成要素を解放する、溶解可能なプラグを有して提供され得る。

図１に付随して、カプセル１００の構成要素は、図２の分解組立図に更に図示される。第１の実施形態によるカプセル１００は、３つのハウジング部分、すなわち、遠位（出口端）ハウジング部分１１０、近位ハウジング部分１２０、および中間ハウジング部分１１５からなるハウジングを備える。ハウジング部分の各々は、互いに対して組み立てられたときに、長手方向軸に沿って延在する丸みを帯びた細長い形状を有する、略楕円形状カプセル外部を提供する、略管状部材として提供される。３つのハウジング部分が組み立てられると、原薬を収容するための貯蔵部Ａ、および原薬を、カプセル１００の出口を通るように強制するように構成された送達アセンブリを提供する、長手方向軸に沿って延在する略管状空間がカプセル１００内に提供される。

貯蔵部Ａを参照すると、カプセル１００の内側で、カプセル１００の長手方向軸に沿って延在する中空円筒形孔が、中間ハウジング部分１１５内に形成されている。遠位に配設される端壁は、その遠位端で円筒形孔を閉鎖し、端壁は、弾性材料から形成されたシール部材１８０として提供される。ピストン１５０は、中空円筒形孔の内側で軸方向に摺動可能な移動のために配設される。ピストン１５０は、円筒形孔の半径方向内向き表面に対して密封する円周方向に配設されたシール１５５を含む。ピストン１５０は、液体接触のために配設された遠位を向いている円形表面と、アクチュエータから荷重を受容するように配設された近位を向いている表面と、を含む。カプセル１００が初期状態をとるとき、すなわち、投与前に、ピストン１５５は、遠位に配設された端壁１８１から遠隔の開始位置に配置されている。液体原薬は、円筒形孔内、かつピストン１５０と端壁１８１との間で軸方向に、薬剤チャンバＡ内に収容される。

示されている実施形態では、アクチュエータは、近位ハウジング部分１２０内に形成された近位ばね座と、ピストン１５０の近位を向いている表面上に配設されたばね受容表面との間で圧縮状態で配設されている螺旋圧縮ばね１４０の形態で提供される。圧縮ばね１４０は、ピストン１５０が端壁１８１と係合する端位置に軸方向に駆動されることを可能にするように、十分な位置エネルギーを貯蔵する。

カプセル１００の出口は、カプセルの遠位端に配置された注射針１９０を備える。注射針１９０は、針がハウジング内側の横方向の配向に貯蔵されるようにカプセル１００の長手方向軸に対して横断方向に配設され、原薬の排出を可能にするために遠位ハウジング部分１１０の側壁に配置された出口開口部を通してカプセルハウジングの外側に半径方向に延在するように横方向に移動されることになる。示されている実施形態では、カプセル１００の内側に貯蔵されたとき、注射針１９０は、カプセルの幅の実質的な部分に沿って延在し、その前端に鋭利な先端を含む。側孔１９２は、注射針の後端と前端との間のほぼ中間に配設される。内腔は、注射針１９０の内側で、側孔から鋭利な先端にある内腔開口部まで延在する。針の後方部分は、側孔１９２に入る液体薬剤が鋭利な先端のみで出ることができるように封鎖されている。

示されている実施形態では、貯蔵部Ａは、貯蔵部Ａの遠位端に隣接して配設された出口ポケット１８５を形成する小さい付属物と流体連通している。出口ポケット１８５は、出口ポケット１８５が貯蔵部Ａの遠位に配設された端壁に対して遠位に延在するように、シール部材１８０内に一体的に形成されている。円筒形孔の断面積と比較して、出口ポケット１８５の横断面積は小さい。カプセル１００の貯蔵状態では、注射針１９０の前半分部分は、シール部材１８０によって形成される出口ポケット１８５の２つの対向する側壁を注射針が貫通する様式で、出口ポケット１８５を横方向に延在するように配置されている。貯蔵状態では、側孔１９２および鋭利な先端の内腔開口部は、その対向する側面の出口ポケット１８５の外側に位置する。したがって、注射針が出口ポケット１８５の側壁を貫通するにも関わらず、カプセルが貯蔵状態をとるとき、貯蔵部Ａおよび出口ポケット１８５の内部が密封される。しかしながら、針の先端端がカプセル１００のハウジングの外側に半径方向に延在するように注射針１９０を横方向に移動させることによって、側孔１９２は、出口ポケット１８５の中心に到着し、それによって、鋭利な先端で内腔開口部までずっと、注射針１９０の内腔を通して貯蔵部Ａから流体通路を作成する。このようにして、注射針１９０および出口ポケット１８５は、カプセル１００からの送達を制御するための送達ゲートを形成する。

カプセル１００の内側では、注射針１９０は、針の非曝露位置と針の曝露位置との間で、横方向に前後に、すなわち図内では上下に、直線的に移動可能である針キャリア１７０内に固定して取り付けられる。遠位ハウジング部分１１０および針キャリア１７０内に形成されるそれぞれの接合表面の幾何学的形状は、針キャリアと遠位ハウジング部分１１０との間の横方向移動を画定し、針キャリアが針非曝露位置および針曝露位置の両方をとるとき、２つの間の端遮断相対位置を画定する。

カプセル１００を起動して薬剤送達を開始するために、カプセルは、ハウジングに対して移動可能であり、かつ蠕動に起因する腸壁の収縮によって移動するように構成される、起動要素１３０を備える。起動要素は、小腸における筋肉の収縮の結果として、起動要素が、拡張された送達前構成から非拡張送達構成にカプセルのハウジングに対して移動されるように、腸壁相互作用のために構成されている。

示された第１の実施形態では、起動要素１３０は、カプセル１００が貯蔵状態をとるとき、カプセルハウジングの１つの側面セクションに沿って緊密な関係にある、細長いアームを形成する。示された実施形態では、カプセルのハウジング内の切欠きは、起動要素がハウジングの外面と同一平面であり、起動要素およびハウジングの組み合わせは、サイズ００または０００の医療用カプセルの形状を想起させる細長い丸みを帯びた外面を形成するように、起動要素１３０と嵌合する。

その近位端にある起動要素は、２つの対向する支持表面の幾何学的形状１３１を含み、その各々は、カプセル１００のハウジングの近位端に形成された協働する支持表面によって受容されるように構成されている。ハウジングの当該協働する支持表面は、中間ハウジング部分１１５および近位ハウジング部分１２０によってそれぞれ形成される、嵌合支持表面要素１１６／１２１の対として形成される。支持表面は、起動要素１３０の遠位端が、所定の角度移動によってハウジングの遠位端から横方向に離れて回転することを可能にする。したがって、起動要素１３０は、非拡張位置と拡張位置との間、すなわち、非拡張送達前構成と拡張された送達前構成との間で移動可能である。起動要素１３０は、非拡張位置で長手方向軸と略平行に配向され、拡張された位置でハウジングに対して角度付けられる。示された実施形態では、起動要素１３０の角度移動は、ハウジングからの注射針１９０の延在、針を通した薬剤送達の起動、およびその後の注射針のカプセル内への後退を制御するために反復可能に実施される。

付勢要素１３８は、起動要素１３０の下に半径方向に中間ハウジング部分１１５の切欠き内に配置される。示される実施形態では、付勢要素は、腸液によって湿潤される際に膨潤し、それによって切欠きから膨張し、非拡張位置から拡張された位置に起動要素を横断方向に強制するように構成される、生分解性セルローススポンジとして提供される。蠕動収縮中などの、起動要素と中間ハウジング部分１１５との間で圧迫されるとき、スポンジは、起動要素１３０の移動に従って半径方向寸法が縮小される。蠕動収縮が停止する度に、スポンジは、常に腸液に曝されることで、再び膨張することができるようになり、したがって、起動要素１３０を再びその拡張された位置に向けて付勢することができるようになる。

付勢要素１３８について、スポンジの代替物として、起動要素およびハウジングとは別個に形成された他の付勢要素は、圧縮、張力もしくは板ばね要素、気体ばね、または気体発生を利用する構成要素の組み込みなどによって、代わりに利用され得る。付勢要素を、起動要素およびハウジングとは別個に形成された要素として提供することの代替として、付勢要素は、起動要素およびハウジングのうちの１つと一体的に形成され得る。更に他の実施形態では、起動要素およびハウジングの少なくとも一部分は、１つの一体的に形成された要素として形成され、１つ以上のヒンジセクションは、起動要素が、一体的に形成された要素のハウジング部分に対する回転移動または直線移動などによって、拡張された位置と非拡張位置との間で横断方向に移動されることを可能にする。こうした実施形態では、ばね要素は、起動要素がその拡張された位置に向かって付勢されるように、一体的に形成された要素によって形成され得る。

本発明によると、カプセルの起動要素は、複数の異なる方式でカプセルからの送達を起動するように構成され得る。第１の実施形態のカプセル１００では、図２に示されるように、また図４ａ～４ｆに図示されるように、起動要素１３０は、その自由端に提供されたスナップ特徴部１３６を有する内向きスナップアーム１３５を備え、これは、針キャリア１７０と協働して、針キャリア１７０の移動、およびしたがって、注射針１９０の横断方向位置も制御するように構成されている。スナップアーム１３５は、スナップアームの自由端が、起動要素１３０の遠位端の移動方向に対して横断する方向で半径方向に可撓性であるように形成され、すなわち、スナップアーム１３５は、針キャリア１７０によって保持される注射針１９０に対して半径方向外向きの方向に可撓性である。

針キャリア１７０は、スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６をカプセル１００の動作順序の間に異なる段階で受容するように配設された、第１および第２のスナップ受容幾何学的形状１７５／１７７を含む。スナップ受容幾何学的形状１７５／１７７のいずれかに位置するとき、スナップアームのスナップ特徴部１３６は、第１および第２のスナップ受容幾何学的形状１７５／１７７のそれぞれの１つと一時的に係止して、針キャリアが起動要素１３０の移動と拘束されることになる。しかしながら、ラッチ機構は、針キャリアが起動要素１３０の移動と拘束されることになるとき、およびスナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６が、第１および第２のスナップ受容幾何学的形状１７５／１７７のそれぞれの１つとの係合から解放されて、起動要素１３０の独立した移動を可能にするときを制御する。移動の順序は、図４ａ～４ｆを参照して後で説明される。

図３ａ～３ｃの３つの図を参照すると、針ハブ１７０、注射針１９０、およびラッチ要素１６５は、カプセル１００の残りの構成要素から隔離されて図示され、図は、針キャリア１７０の表面特徴およびラッチ要素１６５の主な詳細の詳細な表現を提案する。３つの図の各々では、注射針１９０は、針キャリア１７０から下を指した状態で見られる。

針キャリア１７０は、カプセルの長手方向軸の両方に対して横方向に、および注射針の軸に対して横方向に向いている表面部分１７１を備え、すなわち、図１を見るときに表面部分が読者の方を指すことを意味する。表面部分１７１は、それが第１および第２のスナップ受容幾何学的形状を接続するように配設される。スナップアーム１３５のスナップ特徴部は、スナップ特徴部が表面部分１７１に対して静止するときはいつでも、スナップアーム１３５が静止位置から離れて注射針１９０から横断方向に付勢されることになるように、表面部分１７１に沿って摺動するように構成されている。第１のスナップ受容幾何学的形状１７５および第２のスナップ受容幾何学的形状１７７は、両方、表面部分１７１に対する陥凹エリアとして形成され、スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６が、２つのスナップ受容形状１７５／１７７のうちの選択された１つの中に落下し、それによって、針キャリア１７０で起動要素１３０を一時的に係止することを可能にする。スナップ受容幾何学的形状１７５／１７７およびスナップアーム１３５のスナップ特徴部の両方の上に提供される傾斜した縁表面に起因して、スナップアーム１３５のスナップ特徴部は、針キャリア１７０から独立して起動要素１３０を移動させるように作用する力が増加する際に、選択されたスナップ受容幾何学的形状１７５／１７７から解放可能な状態となる。スナップ特徴部は、スナップ受容幾何学的形状のうちの他方の中に落下する前に、表面部分１７１上に一時的に静止することになる。

ラッチ要素１６５は、カプセル１００内に配設されたときにラッチ要素１６５が略Ｕ字形状となるように、屈曲した平坦なばね鋼から作製されたばね要素として提供される。Ｕ字形状１６６の第１の部分は、カプセル１００の遠位端に配設され、遠位ハウジング部分１１０に対して取り付けられ、Ｕ字形状１６７の第２の部分は、針キャリア１７０内に形成された中央スロット内で受容される。Ｕ字形状ラッチ要素１６５は、ラッチ要素が、カプセル１００内で取り付けられたときに、第１の部分１６６から軸方向に離れて第２の部分１６７を付勢する貯蔵されたエネルギーを伴って、エネルギーを与えられるように事前屈曲される。

Ｕ字形状の第１の部分１６６は、２つの取り付け開口（参照なし）を含み、これらは、遠位ハウジング部分１１０から近位方向に延在する２つの取り付けピン（同様に参照なし）を受容するように構成されている。取り付けピンおよび取り付け開口により、ラッチ要素の第１の部分１６６は、カプセル１００のハウジング内で固定して取り付けられる。しかしながら、図３ａおよび３ｂを参照すると、ラッチ要素１６５に貯蔵されたエネルギーにより、Ｕ字形状の第２の部分１６７は、図３ａに示される開始位置から軸方向に、および近位方向に移動して、図３ｂに示される位置に到着することができ、移動は、ラッチ要素１６５に蓄積された貯蔵されたエネルギーによって引き起こされ、駆動される。これとは別に、針キャリア１７０は、ラッチ要素１６５に対して針排出方向に下向きに、すなわち、図３ａに示される針非曝露位置から、図３ｂに示される針曝露位置に移動し、図３ｃに示される針非曝露位置に最終的に上向きに戻ることができる。

ラッチ要素１６５の第２の部分１６７の自由端は、Ｔ字形状端セクションを画定し、したがって、２つの横方向に対向するラッチ部分１６９を含み、各々が、第２の部分１６７から横方向に延在し、２つのラッチ部分１６９は、針キャリア１７０によって形成されたそれぞれの遮断要素１７９と協働するように構成されている（図３ａおよび３ｃを比較する）。別個のラッチ係止部分１６８は、第２の部分１６７のＴ字形状端セクションの上部によって形成され、ラッチ係止部分１６８は、針キャリア１７０上に配設された係止突出部１７８と協働するように構成されている（図３ａおよび３ｃを比較する）。

針キャリア１７０（図３ａに示される）の第１の針非曝露位置では、２つのラッチ部分１６９の近位を向いている表面は、針キャリア１７０によって形成される遮断要素１７９の対応する遠位を向いているに表面に対して静止し、それによって、近位移動のために第２の部分１６７が解放されることを防止する。

針キャリア１７０が図３ｂに示されるように針露出位置に向かって下向きに移動されると、２つのラッチ部分１６９は、針キャリア１７０の遮断要素１７９から外に摺動させ、第２の部分１６７のラッチ係止部分１６８を近位に付勢させて、係止突出部１７８に当て、ラッチ係止部分１６８を係止突出部１７８によって形成された上部ランドに対して静止させる。

図３ｃに示されるように、針キャリア１７０が針非曝露位置に向かって戻して移動されると、ラッチ係止部分１６８は、針キャリア１７０の係止突出部１７８から外に摺動し、第２の部分１６７のラッチ係止部分１６８を、係止突出部１７８の硬質縁の下に不可逆的に係止させる。したがって、この状態では、針キャリア１７０は、ラッチ要素１６５のラッチ係止部分１６８と針キャリア１７０の係止突出部１７８との間の係合に起因して、その後に針露出位置に向かって下向きに移動することが防止される。

次に、図４ａ～４ｆを参照して、第１の実施形態によるカプセル１００の動作が説明される。上述されたように、カプセルは、小腸内の標的場所に到着する前にカプセルの起動を防止する腸溶性コーティングを含み得る。これを防止するために、起動要素１３０は、拡張された位置から非拡張位置に向かって移動することを防止されなければならない。

第１の実施形態では、この要件は、起動要素１３０が、カプセル１００の貯蔵中にとられる非拡張位置から、腸溶性コーティングによって拡張された位置に移動することを防止されるという点で満たされる。腸溶性コーティングは、起動要素を非拡張構成に維持するために、腸溶性コーティングの溶解前に、起動要素を少なくとも覆うように配設され得る。他の実施形態では、腸溶性コーティングは、カプセルの外面全体を覆うように適用され得る。更に他の実施形態では、起動要素１３０は、付勢要素１３８を被覆することによって非拡張位置に維持され、これは、カプセルが標的場所に到着する前に付勢要素のスポンジによって利用可能な流体がないことを確保する。更に他の実施形態では、第１の実施形態のカプセルは、小腸に到着したときに分解する外側カプセルに収容され得、これは、標的場所の到着時にのみカプセルが起動されることを可能にする。

図４ａは、カプセル１００の起動要素１３０が、腸溶性コーティングによって拘束されていないだけのカプセル１００を示し、この状態は、図１に示される状態に対応する。針キャリア１７０は、注射針１９０がカプセル１００の内側で保護されて保持される、針非曝露位置に位置付けられる。したがって、出口ポケット１８５は、注射針によって貫通されるが、この方式では、貯蔵部Ａからの流体排出が防止される。ピストン１５０は、圧縮ばね１４０からの荷重下で、その開始位置に配設される。ラッチ要素１６５の第２の部分１６７は、遮断要素１７９によって保持される２つのラッチ部分１６９によってその遠位位置に保持される。したがって、ラッチ要素１６５は、図３ａに示す状態をとる。起動要素１３０は、付勢要素１３０のスポンジがまだ腸液によって湿潤されていないことに起因して、その非拡張位置をとる。スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６は、針キャリア１７０上のスナップ受容幾何学的形状１７５内に受容される。

図４ｂでは、付勢要素１３８のスポンジは、腸液によって湿潤され、したがって、拡張され、それによって、起動要素１３０をその拡張位置に強制する。針キャリア１７０は、上向きの位置をとり、カプセル１００のハウジングに対して更に上向きに移動することができない。スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６は、針キャリア１７０の表面部分１７１を通過し、ここで、スナップ受容幾何学的形状１７７（図４ａ参照のこと）の中に落下している。針キャリア１７０は、まだ薬剤の排出が開始されていないように、その針非露出位置を依然としてとる。ラッチ要素１６５の第２の部分１６７が遠位位置に位置し、ラッチ突出部１７８がラッチ係止部分１６８に対してまだ係止されていないため、針非露出位置から針露出位置内への針キャリア１７０の移動が可能にされる。ここで、カプセル１００は、腸収縮の次の波が、起動要素１３０をその非拡張位置に向かって戻るように強制することによって、カプセルのトリガを引き起こすことになる、トリガ可能な状態をとる。

図４ｃでは、起動要素１３０は、蠕動によって起こる収縮力に起因して、拡張された位置から非拡張位置内に強制されている。付勢要素１３８のスポンジは、筋収縮によって圧迫されている。針キャリア１７０は、スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６とスナップ受容幾何学的形状１７７との間の係合に起因して、起動要素１３０との移動、すなわち、針非露出位置から針露出位置への移動のために、拘束されている。注射針１９２の前セクションは、カプセルハウジングから半径方向外向きに延在され、内腔壁の粘膜組織に挿入されている。注射針１９０が露出位置に移動されたため、注射針の側面孔１９２は、ここで、出口ポケット１８５内に中央に位置付けられ、貯蔵部Ａと注射針１９０の先端の内腔開口部との間の流体連通が確立されている。図４ｃに示される状態では、薬剤排出のトリガは、開始されたばかりである。ラッチ要素１６５の第２の部分１６７は、２つのラッチ部分１６９が遮断要素１７９から係合解除されている際に、その遠位位置から解放されている。ここで、ラッチ要素１６５は、図３ｂに示される状態をとる。

図４ｄは、ピストン１５０が圧縮ばね１４０によって遠位に移動されて、貯蔵部Ａの遠位壁と係合している状態のカプセルを示す。したがって、貯蔵部Ａに収容された全ての排出可能な薬剤は、注射針１９０を通して排出され、標的部位の内腔壁内に堆積されている。

図４ｅは、筋収縮が停止したときのカプセルの状態を示し、付勢要素１３８のスポンジが腸液によって再び湿潤され、したがって、膨張しており、起動要素１３０をその拡張された位置に強制する。スナップアーム１３５のスナップ特徴部１３６は、依然として、スナップ受容幾何学的形状１７７によって係合される。したがって、起動要素１３０の移動は、針露出位置から上向きの針非露出位置への針キャリア１７０の移動を拘束し、注射針１９０は、それに応じて、標的場所で組織から引き抜かれる。針非露出位置への針キャリア１７０の上向き移動に起因して、ラッチ要素１６５のラッチ係止部分１６８は、針キャリア１７０の係止突出部１７８から外に摺動し、第２の部分１６７のラッチ係止部分１６８を、係止突出部１７８の硬質縁の下に不可逆的に係止させる（図３ｃ参照のこと）。したがって、この瞬間から、針キャリア１７０は、ハウジングに対して下向きに移動することを防止され、ここで、カプセル１００内に安全に収容されるようになる。

最後に、図４ｆは、蠕動中の更なる収縮波が、起動要素１３０を再びその非拡張位置に移動させた状態を図示する。針キャリア１７０がハウジングに対して係止されたままであるため、拡張された位置と非拡張位置との間の起動要素１３０の前後の更なる移動は、カプセルの他の構成要素に影響を有しておらず、カプセル１００は、排出に向かって進むことになる。起動要素１３０をラッチ要素１６５と協働させることによってなど、図４ｆに示された状態にカプセル１００が入ると、起動要素１３０を、その非拡張位置に不可逆的に係止された状態で維持するように機能する更なる図示しない機構が含められてもよい。

ここで図５ａ～５ｃを参照すると、ここで、カプセル２００の第２の実施形態が説明される。カプセル２００は、多くの態様ではカプセル１００に対応するが、カプセル２００のアクチュエータ１４０が異なる。カプセル１００の起動原理および出口システムは、第２の実施形態のカプセル２００で再使用されており、その動作は、第１の実施形態のカプセル１００の動作原理に完全に対応する。シール部材２８０は、シール部材１８０とは異なって形成されるが、シール部材の全体的な機能は、２つの実施形態について同じである。また、３つの異なる構成要素を含むハウジング構成要素の代わりに、遠位ハウジング部分および中間ハウジング部分は、近位ハウジング部分２２０に直接装着される遠位ハウジング部分２１０を提供する単一構成要素として代わりに形成されている。

カプセルのピストン上に荷重を提供するために位置エネルギーを貯蔵するように機能するエネルギーが与えられたばねに頼る代わりに、カプセル２００は、位置エネルギーのエネルギー源として機能する方式で、カプセル２００の作動チャンバＢ内で高圧気体を発生させる気体発生器を組み込むアクチュエータ２４０を含む。ピストン２５０を前向きに駆動するための気体を生成することができる気体発生器。示される実施形態では、気体発生器は、ピストン２５０から近位に位置し、作動チャンバＢを形成する、カプセルの中空円筒形セクションの内側に配設されている。

気体は、化学反応によって発生されてもよく、その結果、気体発生器が作動すると、気体が生成されて、カプセル２００の作動チャンバｂ内に加圧気体を形成する。例えば、水素セル、エアバッグインフレータ、相変化を利用する気体発生器、または重炭酸ナトリウムと酸を混合するなど、反応物を混合し、化学的に反応させて気体を形成することを組み込む発生器などの気体生成セルを使用することによって、作動チャンバＢ内に気体発生を提供するために、異なる原理を使用してもよい。反応物を混合することを使用する気体発生については、全ての反応物は、作動前にカプセル上に貯蔵されてもよく、または少なくとも１つの反応物は、カプセル上に貯蔵された反応物と混合するためにカプセル内に導入されてもよい。

以下は、二酸化炭素ＣＯ_２を生成し、かつ作動チャンバＢ内で加圧気体を発生させるための構成要素として使用され得る、化学反応の例である：
実施例１（塩酸を有する炭酸カルシウム）：ＣａＣｏ３＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
実施例２（重炭酸ナトリウムを含むクエン酸）：Ｃ６Ｈ８Ｏ７＋３ＮａＨＣＯ３→３Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７
実施例３（重炭酸ナトリウムを含む酒石酸）：Ｈ２Ｃ４Ｈ４Ｏ６＋２ＮａＨＣＯ３→Ｎａ２Ｃ４Ｈ４Ｏ６＋２Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２

発泡反応のための酸の例：
－クエン酸
－酢酸
－塩酸
－酒石酸
－リンゴ酸
－アジピン酸
－アスコルビン酸
－フマル酸

発泡反応のための炭酸塩の例：
－重炭酸ナトリウム
－炭酸ナトリウム
－炭酸カルシウム
－重炭酸カリウム

他の実施形態では、発泡性反応は、１つ以上の固体状態の構成要素が湿潤されている（例えば、腸液またはカプセルに貯蔵された他の流体に曝されている）ことによって発生してもよく、これが発泡性反応を引き起こす。

図５ａ～５ｃに示される実施形態では、アクチュエータ２４０の気体発生器は、使用者によって手動で起動されるように構成されており、これは、使用者がカプセルを嚥下する前に手動で気体発生器を起動する必要があることを意味する。これを行うために、カプセル２００の貯蔵状態では、起動ロッド２４６は、カプセル２００と組み込まれ、起動ロッドは、手の指によって手動で把持されるか、または包装材料（図示せず）からの取り外しによって代替的に操作されるかのいずれかのために、例えば、包装材料からのカプセルの取り外し時に、起動ロッドは、カプセル２００内の気体発生器を起動するために自動的に移動される。

示されるカプセル２００の第２の実施形態では、気体は、作動チャンバＢの遠位部分に配設された内部配設された発泡材料２４１、および作動チャンバＢの近位部分のオンボードボリュームの水Ｗによって、作動チャンバＢ内で発生し、２つの材料は、カプセルの貯蔵中に膜によって分離される。

貯蔵状態のカプセル２００を示す図５ａを参照すると、ピストン２５０は、ピストンの近位端に中空空間を含み、中空空間は、発泡材料２４１の一部分を収容する。二次ピストン２４５として提供される当該膜は、作動チャンバＢ内で摺動可能に配設され、二次ピストン２４５の遠位端部分から近位端部分を密封する円周方向に配設された密封リップ２４８を含む。二次ピストン２４５は、第１の遠位位置に位置する貯蔵状態にあり、発泡材料と水とを混合するために近位に移動されるように構成されている。密封リップ２４８は、作動チャンバＢの近位端からの水Ｗが二次ピストン２４５を作動チャンバの遠位部分内に通過させて、発泡反応を開始することを可能にする一方向弁として作用する。

起動ロッド２４６は、二次ピストン２４５と一体的に作製された示される実施形態にあり、作動チャンバＢ内で近位に二次ピストン２４５を引くためのプルロッドとして機能する。起動ロッド２４６は、脆弱部分２４７を含み、これは、起動ロッド２４６が二次ピストン２４５から分離されることを可能にするが、二次ピストン２４５が、作動チャンバＢ内で完全に近位に移動されている場合に限られる。更に、作動チャンバＢは、管状シール要素２４９が配設される、近位に配設された開口部を含む。管状シール要素は、開口を有し、開口を通して起動ロッド２４６が突出し、そのため、管状シール要素２４９は、作動チャンバＢを外部環境から効果的に密封する。

図５ｂは、使用者が起動ロッド２４６を完全に近位に引き込んだ後のカプセル２００の状態を示す。作動チャンバＢの近位部分に元々貯蔵された水Ｗは、二次ピストン２４５をバイパスしており、そのため、水が作動チャンバＢの遠位部分に貯蔵された発泡材料２４１と混合することを可能にする。直ちに、気体発生が開始され、作動チャンバＢ内で加圧気体を蓄積するように作用する。しかしながら、原薬を貯蔵する貯蔵部Ａが依然として出口ポケット２８５で閉鎖されていることに起因して、ピストン２５０は、気体圧力が蓄積する際に、非実質的な様式で遠位に移動するだけになる。

図５ｃは、使用者が脆弱部分２４７で起動ロッド２４６を破壊することによって、起動ロッド２４６をカプセル２００から取り外す最終準備工程を概略的に示す。カプセルは、その後、使用者によって嚥下されるのに好適な状態にある。異なる実施形態では、作動チャンバＢにおける気体発生は、嚥下前に圧力を蓄積するか、またはカプセル２００が使用者の胃腸系を通って移動している間に圧力を上昇させるために圧力を蓄積することを開始することになる。蠕動に起因する起動カプセル２００の動作について、同様の起動手順を例示する図４ａ～４ｆを参照する。

図６は、多くの態様では、第２の実施形態のカプセル２００と同様に機能する、第３の実施形態のカプセル３００を示す。嚥下前に気体発生を手動で開始するために取り扱い工程で使用者を必要とするアクチュエータ２４０を使用する代わりに、第３の実施形態は、カプセル３００が嚥下されることに続いて気体発生が自動的に開始されるアクチュエータ３４０を利用する。

繰り返しになるが、カプセル１００の起動原理および出口システムは、第３の実施形態のカプセル３００で再使用されており、その動作は、カプセルにおける第１の実施形態のカプセル１００の動作原理に完全に対応する。しかしながら、第３の実施形態では、カプセルは、水容器３４２／３４３が作動チャンバＢの一部として組み込まれる。作動チャンバＢの遠位部分は、この実施形態ではピストン３５０の近位端面に近位に位置する発泡材料３４１を再び含む。水Ｗ容器は、第１の主要シェル部分３４２およびリップ部分３４３を含む。示される実施形態では、シェル部分３４２および蓋部分３４３は、弾性材料から作製され、２つの間の界面がカプセル３００内の取り付けプロセスの前またはその間に密封される。蓋部分は、最初に容器を密封状態に維持しているが、水容器の内側の圧力が上昇したときに、水Ｗが水容器から脱出することを可能にし、その後、水Ｗを発泡材料３４１と混合させる、制御弁として機能する事前切断されたスリット弁３４４を含む。

近位ハウジング部分３２０は、中間ハウジング部分３１５の孔と同軸に延在する封鎖孔を含み、すなわち、後者は、貯蔵部Ａの一部を部分的に画定する。近位ハウジング部分３２０の近位端では、複数の開口部３２３は、胃液が封鎖孔の近位端に入ることを可能にするように形成される。水容器３４２／３４３は、当該孔内に円周方向に密封する様式で配置され、そのため、水容器内に存在する水Ｗは、水容器の蓋部分３４３内の事前切断されたスリット弁３４４を通してのみ遠位方向に脱出することができる。封鎖孔の底部にある小さな容積の「スポンジ空間」は、水容器３４２／３４３に対して近位に配設され、開口部３２３を通って進入する胃液との流体曝露を可能にする様式でセルローススポンジ３４５を収容する。カプセル３００を嚥下した後の生体液への曝露時に、スポンジ３４５は、膨潤し、スポンジ空間内で圧力を発生させ、水容器を遠位方向に付勢させる。これは、水容器３４２／３４３を変形させ、容器内の内部流体圧力を上昇させ、事前切断されたスリット弁３４４を開放させる。

代替的な示されていない実施形態では、スポンジが迅速に湿潤されることを可能にするために、半透過性膜は、開口部３２３とスポンジ３４５との間に配設されて、開口部３２３を通して胃液に迅速に浸漬して、スポンジ空間内への液体の輸送を提供し得る。塩または同様の材料は、半透過性膜およびスポンジ部分の両方と接触して位置付けられ、浸透圧駆動として半透過性膜と併せて機能し得る。

水Ｗが水容器３４２／３４３を脱出するとすぐに、水は、作動チャンバＢの遠位部分に貯蔵された発泡材料３４１と混合することを開始する。直ちに、作動チャンバＢに加圧気体を蓄積するように作用する気体発生が開始される。上昇した気体圧力に起因して、事前切断されたスリット弁は、開放されたままになるが、気体は、容器部分３４２をバイパスすることができない。原薬を貯蔵する貯蔵部Ａが出口ポケット３８５内で依然として閉鎖されていることに起因して、ピストン３５０は、作動チャンバＢ内で気体圧力が蓄積すると、非実質的な様式でのみ、遠位に動くことになる。事前切断されたスリット弁の代替物として、作動チャンバＢの水Ｗと発泡材料３４１との間にバーストゲートが配設され得、バーストゲートは、作動チャンバＢ内で液体圧力が上昇した際に不可逆的に開裂するように構成され得る。

蠕動に起因する第３の実施形態の起動カプセル３００の動作について、対応する起動手順を例示する図４ａ～４ｆを参照する。

次に、第４の実施形態のカプセル４００が説明され、最初に図７ａを参照し、その後に図７ｂ～７ｄを参照する。図７ａを参照すると、示される断面部分破断図は、嚥下される準備ができている状態のカプセル４００を図示する。

摂取可能なカプセル４００は、繰り返しになるが、遠位ハウジング部分４１０、ならびに中間ハウジング部分４１５および近位ハウジング部分４２０を含む。カプセル装置４００の機能的部分、すなわち、薬剤の起動および送達に必要な全ての部分は、外側カプセルシェル４０１／４０２内に最初に収容され、外側カプセルシェル４０１／４０２は、公知の様式で、消化管に入った後、外側カプセルが所定の持続時間、胃液に曝されたことを条件として分解するように構成されている。

摺動可能なピストン４５０は、カプセルのハウジングの長手方向孔内に再び配置され、図面では、ピストン４５０は、カプセルの起動前の開始位置をとる。カプセル４００は、図７ａに示される図面でのみ概略的に参照されるアクチュエータ４４０を含む。アクチュエータ４４０は、遠位方向にピストンを付勢するように作用する、ピストン４５０の近位面上に荷重を及ぼす位置エネルギーを提供するエネルギー源を含む。エネルギー源は、ピストン４５０が物質貯蔵部Ａの端壁と係合する端位置に軸方向に駆動されることを可能にするのに十分な位置エネルギーを貯蔵する。カプセル４００の特定の実施形態では、アクチュエータ４４０は、第３の実施形態のカプセル３００と関連して論じられた気体発生器と同様の気体発生器を含むように形成され得る。

貯蔵部Ａは、２つの異なる構成を選択的にとることができる可逆的液体ポケット４８５を形成する小さな双安定部分セクションを含む貯蔵部出口セクション４８０を備える。第１の非起動構成では、液体ポケットセクションは、それが貯蔵部Ａ内に半径方向に達する形状をとるが、一方で、「反転構成」と呼ばれ得る第２の起動構成では、液体ポケットセクションは、それが貯蔵部Ａの外側に半径方向に延在する形状をとる。貫通可能なシールは、貯蔵部出口セクション４８０と一体的に形成され、シールは、液体ポケット４８５の一部として、すなわち、その外面が半径方向に外側を向いている状態で配向された壁セクション４８７によって提供される。壁セクション４８７は、出口の一部を形成する穿刺要素によって貫通されるように構成され、穿刺要素と壁セクション４８７との間の互いに向かう相対的な半径方向の移動は、壁セクション４８７を横切る液体連通を作り出すために、穿刺要素を、貫通可能なシールを通って貫通させる。

示される実施形態のカプセル４００では、出口は、貯蔵部Ａの遠位端に配設される。出口は、薬剤が貯蔵部Ａから出口４９０を通ることを強制されたときに、原薬の液体ジェット流を作り出すように寸法設定および形状設定されたジェットノズル４９３を備える。出口は、貯蔵部Ａの外側に半径方向に配置された短い管状スパイク構成要素４９０として形成される。スパイク構成要素４９０の半径方向に内を指すスパイクセクション４９２は、シール４８７の確実な貫通を可能にする。スパイク構成要素４９０は、スパイク構成要素４９０が、拡張された位置と非拡張位置との間で半径方向外向きおよび内向きに移動されることを可能にするように、カプセル４００内に配設される。

第４の実施形態では、起動要素４３０は、カプセル４００が貯蔵状態をとるとき、カプセルハウジング４１０／４１５／４２０の一方の側面セクションに沿って緊密な関係にある、細長い部材を形成する。示される実施形態では、カプセル４００のハウジング内の切欠きは、起動要素がハウジングの外面と同一平面になるように、起動要素１３０と嵌合する。起動要素およびハウジングは、組み合わせにおいて、サイズ００または０００の医療用カプセルの形状を想起させる細長い丸みを帯びた外面を形成する。

起動要素４３０は、いくつかの異なる機械的原理のうちの１つを利用して、カプセル４００のハウジングに結合され得る。示される実施形態では、起動要素４３０は、起動要素４３０から延在する連結ガイド４３５を抱える様式で受容する遠位ハウジング部分４１０の直線状陥凹軌道４１７によって、ハウジング４１０／４１５／４２０に対して直線状に移動可能であり、図７ｂの右図を参照されたい。軌道４１７およびガイド４３５は、起動要素がハウジングに対して拡張された位置と非拡張位置との間で直線的に移動することを可能にする。

第１の実施形態と同様に、付勢要素４３８は、起動要素４３０の下に半径方向に空間内に配置される。示される実施形態では、付勢要素は、腸液によって湿潤される際に膨潤し、それによって膨張し、非拡張位置から拡張された位置に起動要素を横断方向に強制するように構成される、生分解性セルローススポンジとして提供される。蠕動収縮中などの、起動要素とハウジングとの間で圧迫されるとき、スポンジは、起動要素１３０の移動に従って半径方向寸法が縮小される。蠕動収縮が停止する度に、スポンジは、常に腸液に曝されることで、再び膨張することができるようになり、したがって、起動要素１３０を再びその拡張された位置に向けて付勢することができるようになる。

第４の実施形態のカプセル４００では、出口４９０、すなわち、スパイク構成要素４９０は、起動要素４３０に対して固定して取り付けられ、拡張された位置とハウジングに対する非拡張位置との間で半径方向に移動されたときに起動要素を追う。この配設によって、スパイク構成要素４９０の半径方向に内を指すスパイクセクション４９２は、起動要素４３０が非拡張位置をとるが、貯蔵部出口セクション４８６が第２のアクティブ構成をとるときのみ、すなわち、液体ポケットセクションが貯蔵部Ａに対して延在されるときのみ、壁セクション４８７で貫通可能なシールを貫通することができる。貯蔵部出口セクション４８６が第１の非起動構成をとるとき、すなわち、液体ポケットセクションが貯蔵部Ａに到達したとき、スパイク構成要素４９０の半径方向に内を指すスパイクセクション４９２は、壁セクション４８７のシールに向かって十分に遠くまで到達せず、シールは、起動要素４３０が拡張された位置および非拡張位置をとるかどうかに関わらず、インタクトのままになる。

貯蔵部出口セクション４８６は、ピストン４５０に及ぼされる圧力が閾値圧力の大きさを下回る度に、第１の非起動構成をとる。しかしながら、アクチュエータ４４０の気体発生器からの気体圧力が閾値圧力の大きさよりも大きい圧力を及ぼすとき、貯蔵部出口セクション４８６は、そのアクティブ構成に「反転」することになる。

次に、図７ｂ～７ｄを参照して、第４の実施形態によるカプセル４００の動作が説明されることになる。上述されたように、カプセルは、外側カプセルシェル４０１／４０２内に収容され、外側カプセルシェル４０１／４０２は、消化管に入った後のみ、外側カプセルが所定の持続時間、胃液に曝されたことを条件として分解するように構成されている。これは、小腸内の標的場所に到着する前にカプセルの起動を防止する。

図７ｂに示される状態では、外側カプセルシェルは、起動要素４３０が非拡張位置に保持されない程度まで分解している。したがって、腸液は、付勢要素４３８が膨潤し、拡張スポンジに、起動要素４３０を非拡張位置から拡張された位置に移動させることを可能にした。気体発生器からの圧力は、閾値圧力の大きさを下回るピストン４５０上に圧力を及ぼす。したがって、貯蔵部出口セクション４８６は、第１の非起動構成をとり、すなわち、液体ポケットセクションが貯蔵部Ａに到達し、可能な薬剤排出がない。

図７ｃは、気体発生器からの圧力が、閾値圧力の大きさを上回ってピストン４５０上に圧力を及ぼすときにカプセル４００を示す。したがって、貯蔵部出口セクション４８６は、その起動構成に移動した。これは、ピストン４５０のわずかな遠位移動を伴っている。示される状態では、起動要素４３０は、拡張された位置を依然としてとるため、スパイク構成要素４９０の半径方向に内を指すスパイクセクション４９２は、壁セクション４８７で貫通可能なシールを貫通することができない。

図７ｄは、起動要素４３０が、蠕動によって起こる収縮力に起因して、拡張された位置から非拡張位置内に強制されているときのカプセル４００を示す。付勢要素４３８のスポンジは、筋収縮によって圧迫されている。スパイク構成要素４９０は、スパイク構成要素４９０の半径方向に内を指すスパイクセクション４９２が壁セクション４８７で貫通可能なシールを貫通し、ジェット作用による物質送達が行われているように、起動要素１３０とともに移動している。したがって、ピストン４５０が端位置に遠位に移動しており、ジェット送達が終了している。

起動要素４３０が図７ａに示される状態に対応する非拡張位置をとっている間、ピストン４５０上への圧力が閾値圧力の大きさを上回る圧力の大きさに気体発生器からの圧力が到達する場合、ジェット作用による送達が、貯蔵部出口セクション４８６がその起動構成に「反転する」と直ちに開始することになる。しかしながら、この事例の起動要素４３０が非拡張位置に保持されるため、これは、その非拡張位置にそれを移動させるために起動要素を押圧する蠕動に起因する筋肉の収縮に起因することになり、腸組織と出口との間の十分に緊密な接触が既に確保されている。

最後に図８ａ～８ｃを参照すると、第５の実施形態のカプセル５００がここで説明される。図８ａを参照すると、示される断面図は、嚥下される準備ができている状態のカプセル５００を図示する。

摂取可能なカプセル５００は、繰り返しになるが、遠位ハウジング部分５１０および近位ハウジング部分５２０を含む。カプセル装置５００の機能的部分、すなわち、薬剤の起動および送達に必要な全ての部分は、遠位シェル部分５０１および近位シェル部分５０２を含む外側カプセルシェルに最初に収容され、それらの両方が、分解可能な材料から形成されるが、胃および腸管の異なる状態を条件に分解するよう構成されている。

摺動可能なピストン５５０は、カプセルのハウジングの長手方向孔内に再び配置され、図８ａの図面では、ピストン５５０は、カプセルの起動前の開始位置をとる。カプセル５００は、反応物の混合に基づく気体発生器の形態のアクチュエータ５４０を含み、反応物のうちの１つは、カプセル５００の混合チャンバに移動した胃液を含む。出口５９０は、原薬貯蔵部Ａの遠位端に配設され、出口は、腸壁の粘膜組織に液体ジェット作用によって物質を送達するように構成された単一のジェットノズルを備える。ジェットノズルは、その遠位端でカプセルから半径方向に離れて物質を排出するように配置されている。示される実施形態では、ノズルは、遠位ハウジングセクション５１０の材料部分に直接形成される。送達ゲート機能は、カプセル５００からの送達を制御するために、貯蔵部Ａとジェットノズルとの間の弁の形態で提供され、送達ゲートは、第１の実施形態のカプセル１００の起動要素１３０に似た方式で形成される起動要素５３０によって制御される。

カプセル５００の内側では、その近位端で、駆動システムは、駆動システムのトリガ時、すなわち、所定の状態によるトリガ時に、出口５９０に向かってピストン５５０を駆動するように構成され配設されている。駆動システムの気体発生器は、気体を生成し、それによってピストン５５０上に機械的荷重を発生させるための作動チャンバＢ内に気体圧力を蓄積させることができる。

近位ハウジング部分５２０、およびより具体的には、近位端壁の中央平面部分は、作動チャンバＢ内への胃腸液の侵入を可能にする多数の開口部またはチャネル５２３を含む。半透過性膜５４６は、その近位を向いている表面が近位端壁の中央平面部分の遠位を向いている表面と緊密に接触した状態で、配設される。したがって、カプセル５００に入る胃腸液は、開口部５２３および半透過性膜５４６を通過する必要がある。近位端壁の中央平面部分は、作動チャンバＢ内に圧力が蓄積するときに半透過性膜５４６の裏当てまたは支持体として機能するのに十分な剛性を提供する。示される実施形態について、半透過性膜５４６用のカプセル５００の例示的な材料は、標準グレード再生セルロース（ＲＣ）から作製され得る。半透過性膜の材料は、生体液に供されたときに生分解性であるように選択され得るが、原薬の送達に必要な予定時間よりもかなり長い時間の間、生体液に供される際にのみ選択され得る。

カプセル５００では、気体は、作動チャンバＢの遠位部分、より具体的にはピストン５５０の近位を向いている孔内に配設された内部に配設された発泡材料５４１によって、作動チャンバＢ内で発生する。発泡材料部分５４１は、後にブロック形状に圧縮される粉末成分から形成される。

カプセル５００は、上述の送達ゲートまたは弁の一部を形成する送達制御部材５７０を更に含む。送達制御部材５７０は、貯蔵部Ａの出口セクションの円形口開口部５６０内に密封可能に受容される円周方向密封配設５７１を含む。送達制御部材５７０は、初期遮断位置から解放位置（図で下向き）に、カプセル装置５００の長手方向軸に対して横断方向に直線移動可能である。遠位ハウジング部分５１０および送達制御部材５７０内に形成されるそれぞれの接合表面の幾何学的形状は、遠位ハウジング部分５１０に対する送達制御部材５７０の横断方向移動を画定し、送達制御部材５７０が遮断位置および解放位置を仮定するときの両方において、２つの間の相対的な端遮断位置を画定する。

カプセル５００を起動して薬剤送達を開始するために、カプセルは、ハウジングに対して移動可能であり、かつ蠕動に起因する腸壁の収縮によって移動するように構成される、起動要素５３０を備える。起動要素５３０は、小腸における筋肉の収縮の結果として、起動要素５３０が、拡張された送達前構成から非拡張送達構成にカプセルのハウジングに対して移動されるように、腸壁相互作用のために構成されている。

第１の実施形態と同様に、起動要素５３０は、カプセル５００が貯蔵状態をとるとき、カプセルハウジングの１つの側面セクションに沿って緊密な関係にある、細長いアームを形成する。示された実施形態では、カプセルのハウジング内の切欠きは、起動要素がハウジングの外面と同一平面であり、起動要素およびハウジングの組み合わせは、サイズ００または０００の医療用カプセルの形状を想起させる細長い丸みを帯びた外面を形成するように、起動要素５３０と嵌合する。

起動要素５３０は、第１の実施形態のカプセル１００と同じ様式で、カプセル５００のハウジングに対して取り付けられる。これは、起動要素５３０の遠位端が、所定の角度移動によってハウジングの遠位端から横方向に離れて回転することを可能にする。したがって、起動要素５３０は、繰り返しになるが、非拡張位置と拡張位置との間、すなわち、非拡張送達前構成と拡張された送達前構成との間で移動可能である。起動要素５３０は、非拡張位置で長手方向軸と略平行に配向され、拡張された位置でハウジングに対して角度付けられる。示される実施形態では、起動要素５３０の角度移動は、送達制御部材５７０の移動を制御する。

第１の実施形態と同様に、付勢要素５３８は、起動要素１３０の下の半径方向の遠位ハウジング部分５１０の切欠き内に配置され、拡張された位置に向かって起動要素５３０上に付勢力を提供するように機能する。

起動要素５３０は、内向きスナップアーム５３５の対を含み、各々が、その自由端部に提供されたスナップ特徴部５３６を有し、これは、送達制御部材５７０と協働して、後者の移動、したがって、カプセル５００からの物質の送達を制御するように構成されている。各スナップアーム５３５は、スナップアームの自由端が、起動要素５３０の遠位端の移動方向に対して横断する方向で半径方向に可撓性であるように形成され、すなわち、スナップアーム５３５は、半径方向外向きの方向に可撓性である。

送達制御部材５７０は、カプセル５００の動作順序の間、異なる時点でそれぞれのスナップアーム５３５のスナップ特徴部５３６を受容するように配設された第１および第２のスナップ受容幾何学的形状５７５／５７７の対を含む。スナップ受容幾何学的形状のいずれかに位置するとき、各スナップアームのスナップ特徴部５３６は、第１および第２のスナップ受容幾何学的形状５７５／５７７のそれぞれの１つと一時的に係止する。それぞれのスナップアーム５３５のスナップ特徴部５３６が第２のスナップ受容幾何学的形状５７７内に位置するとき、これは、送達制御部材５７０を、起動要素１３０の移動と拘束させる。移動の順序は、図８ａ～８ｃを参照して後で説明される。

図８ａに図示される遠位シェル部分５０１および近位シェル部分５０２は、異なる条件に曝されたときに分解するように形成され得る。近位シェル部分５０２は、カプセル５００が胃内に、すなわち、嚥下直後に位置付けられたときに既に分解を開始するように構成され得る。これは、カプセル５００が後で小腸に到着したときにジェット送達作用が可能になるように、カプセルの気体発生器５４０が作動チャンバ内に十分な気体圧力を蓄積する時間を残す。遠位シェル部分５０１は、小腸に到着した際にのみ分解するように構成され得る。当技術分野で教示されるように、腸溶性コーティングは、作用を開始するためにカプセルと関連して使用され得る。したがって、遠位シェル部分５０１は、腸溶性コーティングが小腸内で溶解される際、すなわち、小腸に到着した直後に、非拡張位置から起動要素５３０を解放するようにのみ構成され得、起動要素５３０を、非拡張位置からの起動要素の解放直後に拡張された位置に入らせる。

図８ａは、カプセル５００が、使用者によって嚥下される準備ができている状態のカプセル５００を示す。遠位シェル部分５０１および近位シェル部分５０２の両方がインタクトである。送達制御部材５７０は、貯蔵部Ａと出口５９０のジェットノズルとの間の流体連通がまだ確立されていない遮断位置をとる。起動要素５３０は、非拡張位置にあり、スポンジ材料５３８は、対応して、半径方向寸法で薄い。それぞれのスナップアーム５３５のスナップ特徴部は、第１のスナップ受容幾何学的形状５７５内に位置する。

図８ｂは、小腸の標的場所に到着した後のカプセルを示す。胃内の胃液に曝された後、近位シェル部分５０２が分解し、浸透圧駆動、および胃液と作動チャンバＢの内側の発泡材料５４１との間の結果として生じる反応に起因して、気体発生が開始し、それによって、その後のジェット送達が行われるのに十分な気体圧力を提供する。したがって、位置エネルギーは、アクチュエータ５４０によって貯蔵され、機械的荷重がピストン５５０上に及ぼされる。小腸に到着時、遠位シェル部分５０１は、分解している。したがって、起動アーム５３０は、もはや非拡張位置に保持されず、腸液が、拡張された付勢要素５３８に対して利用可能となり、その結果、起動要素５３０をその拡張された位置に強制する。ここで、それぞれのスナップアーム５３５のスナップ特徴部５３６は、第２のスナップ受容幾何学的形状５７７内に位置する（図８ｂの右図を参照）。送達制御部材５７０は、依然として遮断位置をとる。ピストン５５０は、依然として、開始位置に位置するか、またはアクチュエータ５４０によって及ぼされる圧力に起因して、わずかに遠位にシフトしている。

図８ｃでは、カプセル５００は、図８ｂに示される状態をとった後の最初の蠕動に起因して、腸内で第１の収縮に供されている。収縮の力は、起動要素５３０をその非拡張位置に移動させた。ここで、それぞれのスナップアーム５３５のスナップ特徴部が、第２のスナップ受容幾何学的形状５７７内に位置するため、送達制御部材５７０は、起動要素５３０によって拘束されていることに起因して移動しており、ここで、送達制御部材は、解放位置をとる。これは、出口５９０で貯蔵部Ａとジェットノズル５９３との間に流体連通を確立しており、送達は、ＧＩ壁の粘膜組織内へのジェット作用によって行われる。したがって、ピストン５５０は、最終位置に到着した。したがって、貯蔵部Ａに収容される全ての排出可能な薬剤は、ジェットノズルを通して排出され、標的部位の内腔壁に堆積されている。使用済みカプセル５００は、ここで、消化管を通過し、その後、排泄されることを可能にされる状態にある。

上記の第５の実施形態では、状態応答性リテーナは、例えば、どの状態の下で送達ゲートが閉鎖構成から開放構成にシフトすることを可能にされるかを制御することによって、薬剤送達の開始を制御する起動要素の動作を防止および可能にする、溶解可能な遠位シェル部分５０１の形態で提供されている。しかしながら、本発明による他の実施形態では、送達ゲートが閉鎖構成から開放構成にシフトするときを制御する他のタイプの状態応答性配設が提供されてもよい。状態応答性配設の非限定的な例としては、非拡張送達前構成から拡張された送達前構成への起動要素の移動を制御するように構成されるラッチ配設が挙げられる。あるいは、起動要素の移動、すなわち、どの状態の下で、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動が可能になるかを制御するように構成されたラッチ配設が提供されてもよい。

起動要素と送達ゲートとの間の機械式動力伝達具を制御するように構成される、本発明による更に他のラッチ配設が提供されてもよく、例えば、機械式動力伝達具が、起動要素からの起動力を送達ゲート上に伝達することを最初に防止し、それによって薬剤送達の開始を防止し、所定の状態の変化時に、機械式動力伝達具が、薬剤送達を開始するために、起動要素から送達ゲート上に起動力を伝達することを可能にする、ラッチ構成が提供されてもよい。

図９ａ～９ｃでは、上記の第５の実施形態のカプセル装置５００に対してわずかに修正され得る、修正されたカプセル装置（図示せず）に含められるのに好適な例示的なラッチ配設の概略的表現が提供される。そのような修正された設計では、溶解可能な遠位シェル部分５０１は省略され得る。図９ａ～９ｃに示されるラッチ配設では、カプセル装置の作動チャンバＢ内で十分な気体圧力が利用可能であることによってのみ、拡張された送達前構成から非拡張送達構成への起動要素の移動を制御し得る圧力動作式ラッチ配設が示されている。これは、必要な気体圧力レベルが利用可能になる前の薬剤送達の早期開始を回避するためである。

修正されたカプセル装置では、カプセル装置の遠位端部分、すなわち、貯蔵部出口部分および送達制御部材５７０を取り囲む配設が修正されている。示されるラッチ配設は、遠位ハウジング部分５１０の一部として提供され得る第１のハウジング構成要素の遠位端壁５１０’上に構築される。起動要素ラッチ部材５３０’の一部分は、図９ａで見ることができ、これは、第５の実施形態の起動要素５３０と機能において同様である起動要素の一部として提供される。起動要素ラッチ部材５３０’は、カプセル装置の長軸方向軸に対して横方向に、および遠位端壁５１０’に対して、すなわち、図の上向きおよび下向きに移動可能である。

双安定可撓性膜５９０’は、薬剤貯蔵部Ａ内にその遠位端で配設され、双安定膜は、遠位端壁５１０’と流体密封係合で配設された円周方向リップを有する。双安定膜５９０’の中央部分は、遠位端壁５１０’の近位表面に対して離間された軸方向関係Ｘ_１を有する位置をとる。貯蔵部Ａ内の液体圧力の上昇時、双安定膜５９０’の中央部分は、第１のハウジング構成要素５１０’に向かって徐々に付勢されることになる。貯蔵部Ａ内の液体圧力レベルが所定の大きさを超えたとき、双安定膜５９０’の中央部分が、Ｘ_１よりも小さい離間された軸方向関係Ｘ_２の第２の位置に迅速に移動することになる。

中央ラッチピン５８０’は、それが遠位ハウジング部分５１０’の孔を通して、起動要素ラッチ部材５３０’の第１の開口部５３１’を更に通って、膜から遠位方向に延在するように、双安定膜５９０’の中央部分に対して固定的に配設される。中央ラッチピン５８０’は、双安定膜５９０’の中央部分の軸方向移動を追う。中央ラッチピン５８０’は、円周方向溝５８７’、および縮径溝５８７’に対して拡大ヘッド５８５’を形成する自由遠位端セクションを含む。

溝５８７’は、起動要素ラッチ部材５３０’の軸方向厚さよりもわずかに大きい軸方向の幅を有する。拡大ヘッド５８５’は、その遠位端面上に面取りされた下側領域を含み、角度付き表面５８６’（図９ａでは下向き／遠位に配向されている）を提供する。

起動要素ラッチ部材５３０’は、第１の開口部５３１’に隣接し、それに対して横方向下向きに位置する、第２の開口部５３２’を含む。第１の開口部５３１’および第２の開口部５３２’の両方が、中央ラッチピン５８０’の拡大ヘッド５８５’よりもわずかに大きい開口を形成する。更なる狭い切欠き領域が、第１の開口部５３１’を第２の開口部５３２’と接続する。狭い切欠き領域は、切欠き領域の各側面上の狭い肩セクション５３７’によって横方向に画定される。狭い切欠き領域は、起動要素ラッチ部材５３０’が横方向上向きに移動することを可能にするように寸法設定され、それによって、中央ラッチピン５８０’が第１の開口部５３１’から第２の開口部５３２’に移動されるように位置をシフトさせるが、これは、中央ラッチピン５８０’が軸方向に配設されて、その結果、縮径溝５８７’が起動要素ラッチ部材５３０’と整列されるときのみである。肩セクション５３７’の横方向に上を向いている表面部分は、面取りされた上面を含み、角度付き表面５３６’（図９ａでは上向き／近位に配向されている）を提供し、したがって、中央ラッチピン５８０’の角度付き表面５８６’と摺動して係合することができる。

図９ｃの図Ｉ～ＩＶを参照すると、動作起動ラッチ部材５３０’の順序が次に説明される。図Ｉでは、貯蔵部Ａ内の液体圧力は、満足のいく薬剤送達が行われるのに十分な気体圧力を発生させなかった気体発生アクチュエータの気体圧力に起因して低い。したがって、双安定膜５９０’の中央部分は、遠位端壁５１０’の近位表面に対して離間された軸方向関係Ｘ_１における位置をとる。この位置では、中央ラッチピン５８０’の拡大ヘッド５８５’は、起動要素ラッチ部材５３０’と軸方向に整列され、すなわち、軸方向にオーバーラップする関係にある。図Ｉでは、カプセル装置の起動要素は、その非拡張送達前構成をとり、拡大ヘッド５８５’は、第１の開口部５３１’内に位置付けられている。

小腸におけるカプセル装置の到着時、遠位シェル部分５０１は、分解している。したがって、起動アームは、もはや非拡張位置に保持されず、腸液が、起動要素５３０／をその拡張位置に付勢するために、すなわち、起動要素ラッチ部材５３０’も上向きに付勢するために、付勢要素５３８のために利用可能となっている。起動要素ラッチ部材５３０’の角度付き表面５３６’、および中央ラッチピン５８０’の角度付き表面５８６’に起因して、２つの角度付き表面は、互いに対して摺動することができ、起動要素ラッチ部材５３０’が横方向上向きに強制される際に中央ラッチピン５８０’をわずかに近位に移動させ、これは、双安定可撓性膜５９０’の弾性性質によって可能にされる。次に中央ラッチピン５８０’は、遠位にスナップバックさせられて、初期軸方向位置に到着する。これは、図ＩＩに図示されている。したがって、起動要素５３０は、その拡張された送達前構成に移動することができるが、アクチュエータ５４０は、依然として排出に好適な状態ではない。

図９ｃの図ＩＩでは、貯蔵部Ａ内の低液体圧力では、起動要素ラッチ部材５３０’が、表面５３８’および５８８’、すなわち、起動要素ラッチ部材５３０’によって画定された下を向いている遮断表面５３８’、および中央ラッチピン５８０’によって画定された上を向いている遮断表面５８８’に起因して、遠位端壁５１０’に対して横方向下向きに移動することができないことが容易に明らかである。

図９ｃの図ＩＩＩに図示されるように、作動チャンバＢ内の所定の標的気体圧力レベルに対応する、十分な液体圧力が貯蔵部Ａ内で形成されているときのみ、双安定膜５９０’の中央部分が、遠位端壁５１０’の近位表面に対する低減された離間された軸方向関係Ｘ_２で第２の位置をとる。この位置では、中央ラッチピン５８０’は、縮径溝５８７’が、起動要素ラッチ部材５３０’と軸方向に整列される様式で軸方向に定位置に到着している。この位置では、起動要素ラッチ部材５３０’は、遠位端壁５１０’に対して下向きに摺動することができる。

腸壁蠕動によって引き起こされる腸壁の次に起こる収縮時、起動要素５３０／起動要素ラッチ部材５３０’は、横方向下向きに強制され、それによって、肩セクション５３７’は、中央ラッチピン５８０’の縮径溝５８７’内を通過することを可能にされる。これは、図９ｃの図ＩＶに図示されている。したがって、作動チャンバＢの所定の目標気体圧力レベルに到達したとき、起動要素５３０アームは、その非拡張送達構成に移動することを可能にされ、それによって、送達ゲートは、腸壁の粘膜組織内への液体ジェット注射によって起こる適切な用量形成のために薬剤送達を開始することを強制される。したがって、説明された圧力動作式ラッチ配設は、腸管の小腸内の蠕動移動と最適に同期される適切な堆積が起こるように、貯蔵された位置エネルギーがカプセル装置のアクチュエータ内に到達することを確保するための簡単な解決策を可能にする。

上記の例では、圧力動作式ラッチ配設は、貯蔵部Ａの内側の液体圧力と関連付けられる。代わりに、同様の圧力動作式ラッチ配設は、それが作動チャンバＢ内の気体発生器と関連付けられる様式で組み込まれ得る。更に他の例では、圧力作動式ラッチ配設は、気体圧力レベルが所望の標的圧力レベルに到達した際に、送達ゲートの移動可能な部分が、送達ゲートを開放させられるだけであるように、送達ゲートの移動を制御するように設計され得る。

更に他の実施形態では、起動要素が拡張された送達前構成から非拡張送達構成に移動することを防止するように、ラッチを提供する代わりに、代替的な実施形態では、圧力動作式ラッチ配設は、アクチュエータの気体圧力レベルが所望の標的気体圧力レベルに到達するまで、非拡張送達前構成から拡張送達前構成への起動要素の移動を防止するように構成され得る。

更に他の例示的な構成では、ラッチ配設は、気体圧力レベルまたは液体圧力レベル以外のパラメータに依存して組み込まれてもよい。例えば、時間動作式ラッチシステムが組み込まれてもよく、時間動作式ラッチは、起動要素の移動によって送達ゲートの動作を制御するが、所定の時間が経過したことのみを条件とし、所定の時間は、作動チャンバ内の所望の標的圧力レベルを取得するために必要な時間と相関している。

例示的な実施形態および実施例の上記の説明では、異なる構成要素について説明された機能を提供する異なる構造および手段を、本発明の概念が当業者にとって明らかになる程度まで、説明してきた。異なる構成要素に対する詳細な構築および仕様は、本明細書に示される道筋に沿って当業者によって実施される通常の設計手順の対象とみなされる。

Claims (15)

1. 患者の消化管の内腔内への嚥下に、および前記カプセル装置からの治療物質の腸送達に好適である、カプセル装置（１００、２００、３００、４００、５００）であって、前記カプセル装置（１００、２００、３００、４００、５００）が、
   －ハウジング部分（１１０、１１５、１２０、２１０、２２０、３１０、３１５、３２０、４１０、４１５、４２０、５１０、５２０）と、
   －拡張された送達前構成から非拡張送達構成に、前記ハウジング部分に対して移動可能な起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）であって、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、腸壁の蠕動収縮に起因して、前記拡張された送達前構成から前記非拡張送達構成に移動されるように、腸壁相互作用のために構成されている、起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）と、
   －貯蔵部（Ａ）に含まれる治療物質と、
   －送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）を含む送達アセンブリであって、前記送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）を通して前記治療物質を送達するために、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）の動作に応答して展開するように構成されている、送達アセンブリと、を備え、
   前記送達アセンブリが、位置エネルギー源（１４０、２４１、２４５、２４８、３４１、３４２、３４３、３４４、５４１、５４６、Ｗ）を備えるアクチュエータ（１４０、２４０、３４０、４４０、５４０）を備え、前記アクチュエータが、前記位置エネルギー源からのエネルギーの放出時に前記送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）を通して前記治療物質の送達を駆動するように構成されており、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、前記拡張された送達前構成から前記非拡張送達構成に移動する際に、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、前記治療物質の送達を開始するように構成されている、カプセル装置。
2. 前記貯蔵部（Ａ）が、ある量の前記治療物質を収容し、使用時、および前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が前記拡張された送達前構成から前記非拡張送達構成に移動する前に、前記位置エネルギー源（１４０、２４１、２４５、２４８、３４１、３４２、３４３、３４４、５４１、５４６、Ｗ）が、前記送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）を通る前記ある量の治療物質の全てを送達するのに十分な量の貯蔵された位置エネルギーを保持するか、または少なくとも６０パーセントなど、少なくとも７０パーセントなど、少なくとも８０パーセントなど、少なくとも９０パーセントなど、少なくとも９５％などの、少なくとも５０パーセントを送達するのに十分な量の貯蔵された位置エネルギーを保持する、請求項１に記載のカプセル装置。
3. 送達ゲート（１８０、１８５、１９０、１９２、２８０、２８５、２９０、３８０、３８５、３９０、４８０、４８６、４８７、４９０、４９２、５７０、５８０、５９０）が、前記貯蔵部（Ａ）から前記送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）を通る前記治療物質の輸送を制御するように配設され、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、前記拡張された送達前構成から前記非拡張送達構成への前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）の移動時に送達を開始するために、前記送達ゲート（１８０、１８５、１９０、１９２、２８０、２８５、２９０、３８０、３８５、３９０、４８０、４８６、４８７、４９０、４９２、５７０、５８０、５９０）に動作可能に接続されている、請求項１または２に記載のカプセル装置。
4. 前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、機械式動力伝達具によって前記送達ゲートに機械的に接続され、その結果、使用時、蠕動収縮力が、前記起動要素を介して、および前記機械式動力伝達具を介して、前記送達ゲート上に伝達されて、前記送達ゲートを機械的に開放して、前記薬剤出口を通した送達を開始する、請求項３に記載のカプセル装置。
5. 前記送達ゲート（１８０、１８５、１９０、１９２、２８０、２８５、２９０、３８０、３８５、３９０、４８０、４８６、４８７、４９０、４９２、５７０、５８０、５９０）が、前記ハウジング部分（１１０、１１５、１２０、２１０、２２０、３１０、３１５、３２０、４１０、４１５、４２０、５１０、５２０）および前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）とそれぞれ関連付けられた第１のゲート要素（１８０、１８５、２８０、２８５、３８０、３８５、４８０、４８６、４８７、４９０、４９２、５７０、５８０、５９０）および第２のゲート要素（１９０、１９２、２９０、３８０、３８５、４８０、４８６、４８７、４９０、４９２、５７０、５８０、５９０）を画定し、前記第１のゲート要素および前記第２のゲート要素が、前記送達出口（１９０、２９０、３９０、４９０、５９０）と関連付けられた開放可能なシール（１８０、１９０、１９２、２８０、２９０、３８０、３９０、４８０、４９０）または開放可能な弁（５６０、５７０、５７１）の協働要素を画定する、請求項３または４に記載のカプセル装置。
6. 前記アクチュエータ（２４０、３４０、４４０、５４０）が、作動チャンバ（Ｂ）を備え、前記位置エネルギー源が、前記作動チャンバ（Ｂ）内で、上昇した気体圧力で気体を発生させるように構成された気体発生拡張ユニット（２４０、２４１、２４５、２４８、３４１、３４２、３４３、３４４、５４１、５４６、Ｗ）を備える、請求項３～５のいずれか一項に記載のカプセル装置。
7. 前記カプセル装置（５００）が、前記送達ゲート（５７０、５８０、５９０）の動作を制御するための圧力動作式ラッチ配設（５１０’、５３０’、５８０’、５９０’）を更に備え、上昇した気体圧力が前記作動チャンバ（Ｂ）内で所定のレベルを上回って発生している際、および／または上昇した液体圧力が前記貯蔵部（Ａ）内で所定のレベルを上回って発生している際にのみ、前記圧力動作式ラッチ配設を解放して、送達を開始するための前記送達ゲート（５７０、５８０、５９０）の動作を可能にするように構成されている、請求項６に記載のカプセル装置。
8. 前記アクチュエータ（１４０、２４０、３４０、４４０、５４０）の前記位置エネルギー源（１４０、２４１、２４５、２４８、３４１、３４２、３４３、３４４、５４１、５４６、Ｗ）が、事前荷重されたばね（１４０）、圧縮された気体貯蔵ユニット、および気体発生拡張ユニット（２４１、２４５、２４８、３４１、３４２、３４３、３４４、５４１、５４６、Ｗ）のうちの１つ以上を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のカプセル装置。
9. 前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、非拡張送達前構成で解放可能に維持され、前記非拡張送達前構成から前記拡張された送達前構成への前記ハウジング部分（１１０、１１５、１２０、２１０、２２０、３１０、３１５、３２０、４１０、４１５、４２０、５１０、５２０）に対する移動のために解放されるように構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のカプセル装置。
10. 前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）の解放のために、生体液に供されたときに溶解するように構成された溶解可能なリテーナ（４０１、４０２、５０１、５０２）などの、状態応答性リテーナによって、前記非拡張送達前構成で解放可能に維持される、請求項９に記載のカプセル装置。
11. 起動要素付勢ユニット（１３８、２３８、３３８、４３８、５３８）が、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）を前記非拡張送達前構成から前記拡張された送達前構成に移動させるように構成されており、前記起動要素付勢ユニット（１３８、２３８、３３８、４３８、５３８）が、膨潤材料部分、ばね、圧縮された気体、および気体発生器のうちの１つ以上を備える、請求項９または１０に記載のカプセル装置。
12. 前記カプセル装置（１００、２００、３００、４００、５００）が、液体製剤のジェット送達、粉末製剤のジェット送達、液体製剤の針送達、および固体用量製剤の固体用量送達のうちの１つによって作用するように構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のカプセル装置。
13. 前記カプセル装置（１００、２００、３００、４００、５００）が、前記送達出口と関連付けられた注射針（１９０、２９０、３９０）を備え、前記注射針が、前記拡張された送達前構成から前記非拡張送達構成への前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）の移動時に、前記注射針（１９０、２９０、３９０）によって腸組織を貫通するために、非曝露状態と曝露状態との間で移動するように構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のカプセル装置。
14. 前記起動要素（１３０、２３０、３３０）が、非拡張送達構成から拡張された送達後構成に更に動作可能であり、前記注射針（１９０、２９０、３９０）が、前記非拡張送達構成から前記拡張された送達後構成への前記起動要素の移動時に、前記曝露状態から前記非曝露状態に移動する、請求項１３に記載のカプセル装置。
15. 前記カプセル装置（１００、２００、３００、４００、５００）が、長手方向軸に沿って延在する細長い物体を画定し、前記起動要素（１３０、２３０、３３０、４３０、５３０）が、前記ハウジング部分（１１０、１１５、１２０、２１０、２２０、３１０、３１５、３２０、４１０、４１５、４２０、５１０、５２０）に対する旋回または直線移動によって半径方向に移動可能である要素を形成する、請求項１～１４のいずれか一項に記載のカプセル装置。
    

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