JP7394775B2 - 胃滞在電子機器 - Google Patents

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Description

（関連出願）
本願は、２０１７年１１月２８日に出願され、その内容が、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、同時係属中の米国仮出願第６２／５９１，５５６号の優先権を第３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９（ｅ）号に基づいて主張する。
本明細書に説明される実施形態は、概して、胃滞在電子機器および関連方法に関する。
人体の中への生物医学的電子機器の長期の埋込は、高度な診断および療法機能性を可能にする。しかしながら、殆どの長期滞在電子機器デバイスは、埋込のための侵襲性手技および通信のための特殊化受信機を要求する。摂取可能物の最近の開発は、温度、ｐＨ、圧力、または生体分子センサ、無線識別マイクロチップ、ガスセンサ、無線撮像および内視鏡検査のためのカメラ、または薬物送達モジュールを組み込む、無数の機能性に注目している。しかしながら、これらの摂取可能電子機器は、概して、胃内での安定した長い滞在を維持することができない。現在までの殆どの実証は、受動的な制御されない胃滞在に限定され、これは、一時的な診断および療法方略への摂取可能バイオエレクトロニクスの潜在的用途を限定している。
故に、改良されたシステムおよび方法が、必要とされる。
胃滞在電子機器、デバイス、システム、および関連方法が、概して、提供される。
一側面では、方法が、提供される。いくつかの実施形態では、本方法は、対象に、電子コンポーネントを備える滞在構造を経口的に投与し、滞在構造が胃に進入することを可能にするステップと、少なくとも２４時間の滞在周期にわたって、胃内に滞在構造を保定し、滞在周期の間、信号を電子コンポーネントから胃の外部のデバイスに伝送する、および／または信号を胃の外部のデバイスから電子コンポーネントに伝送するステップと、滞在周期の終了時、電子コンポーネントが胃から幽門を通して通過することを可能にするステップとを含む。
いくつかの実施形態では、信号は、滞在構造から医薬品を放出するように電子コンポーネントをトリガする。
いくつかの実施形態では、信号は、対象の生理学的条件を胃の外部のデバイスに提供する。
いくつかの実施形態では、信号は、胃から幽門を通した電子コンポーネントの退出を媒介する。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、分解可能コンポーネントが対象の胃から幽門を通した電子コンポーネントの退出を媒介するように、電子コンポーネントに連結された分解可能コンポーネントを備える。
いくつかの実施形態では、信号は、電子コンポーネントが胃から幽門を通して通過するように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように分解可能コンポーネントをトリガする。
いくつかの実施形態では、信号は、ある電圧を分解可能コンポーネントに印加するように電子コンポーネントをトリガする。
いくつかの実施形態では、本方法は、電子コンポーネントを対象に送達するステップを含み、電子コンポーネントが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように、対象に、電子コンポーネントを備える滞在構造を経口的に投与するステップを含み、滞在構造は、弾性コアと、弾性コアと関連付けられる、２つ以上のポリマーアームと、弾性コアと関連付けられる、電子コンポーネントとを備える。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、分解可能連結器を備える。
いくつかの実施形態では、本方法は、分解可能連結器を分解することによって、対象の内部の場所から電子コンポーネントを除去するステップを含む。
いくつかの実施形態では、分解可能連結器を分解するステップは、電子コンポーネントを介して、ある電圧を分解可能連結器に印加するステップを含む。
いくつかの実施形態では、分解可能連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子を含む。
いくつかの実施形態では、本方法は、対象に、２つ以上のアームと、２つ以上のアームと関連付けられる、電子コンポーネントとを備える、滞在構造を経口的に投与するステップであって、滞在構造は、少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される、ステップと、電子コンポーネントを介して、対象の内部の場所における対象の生理学的条件を決定するステップと、対象の生理学的性質を含む信号を、電子コンポーネントを介して、体外の受信機に伝送するステップとを含み、対象の内部の場所は、幽門に近接する。
いくつかの実施形態では、本方法は、対象に、２つ以上のアームと、２つ以上のアームと関連付けられる、電子コンポーネントと、電子コンポーネントと関連付けられる、医薬品とを備える、滞在構造を経口的に投与するステップであって、滞在構造は、少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される、ステップと、電子コンポーネントを介して、対象の内部の場所における対象の生理学的条件を決定するステップと、特定の生理学的条件において、医薬品の少なくとも一部を放出するステップとを含み、対象の内部の場所は、幽門に近接する。
別の側面では、滞在構造が、提供される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、分解可能コンポーネントに連結される、電子コンポーネントを備え、滞在構造は、これが対象に経口的に導入され得、胃まで通過するであろう第１の圧縮構成と、滞在構造が胃内に保定され、正常な生理学的条件下で幽門の中に通過しない第２の拡張構成と、分解可能部分が溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離し、電子コンポーネントが胃から幽門を通して通過する第３の構成とを有する。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、第１の弾性ポリマーコンポーネントと、第１の弾性ポリマーコンポーネントに結合される、第２のポリマーコンポーネントと、第２のポリマーコンポーネントと関連付けられる、電子コンポーネントとを備え、滞在構造は、少なくとも約０．２Ｎの折畳力を有し、滞在構造は、少なくとも約２ｃｍの非圧縮断面寸法を有し、滞在構造は、これが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、弾性コアと、弾性コアと関連付けられる、３つ以上のポリマーアームと、弾性コアおよび３つ以上のポリマーアームのうちの少なくとも２つを結合する、分解可能連結器とを備え、３つ以上のポリマーアームのうちの少なくとも１つは、電子コンポーネントを備える。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、経口投与のために構成され、弾性コアと、弾性コアと関連付けられる、２つ以上のポリマーアームと、弾性コアと関連付けられる、電子コンポーネントとを備え、滞在構造は、これが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、体外での信号の伝送のために構成され、無線送信機を備える、電子コンポーネントであって、弾性コアと関連付けられる、電子コンポーネントを備え、滞在構造は、これが経口的に投与され、少なくとも約２４時間にわたって対象の幽門に隣接する対象の内部の場所に保定されるように構成され、無線送信機は、信号を対象の内部の場所から対象の体外に位置付けられる受信機に伝送するように構成される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、電子コンポーネントと関連付けられる、医薬品を備える。
いくつかの実施形態では、医薬品の少なくとも一部は、電子コンポーネントから受信される信号に応じて、放出されるように構成される。
いくつかの実施形態では、対象の内部の場所は、胃である。
いくつかの実施形態では、対象の内部の場所は、幽門に近接する。
いくつかの実施形態では、連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子を含む。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、ある電圧を連結器に印加するように構成される。
いくつかの実施形態では、連結器は、ある電圧の存在下で分解するように構成される。
いくつかの実施形態では、連結器は、発生された温度の増加の存在下で分解するように構成される。
いくつかの実施形態では、連結器は、胃環境内で分解、溶解、解離、または機械的に弱化し、これは、滞留形状完全性の喪失および胃腔からの通過をもたらす。
いくつかの実施形態では、ポリマーアームは、滞在構造の滞在周期の間に構造完全性を維持するように構成される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、含有構造を備える。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、含有構造内に含有されるときの第１の構成と、含有構造からの放出後の第２の構成とを有するように構築および配列される。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、無線送信機を備える。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、対象の内部の場所における放出のために構成される、医薬品を備える。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、含有構造からの放出に応じて、弾性反跳を受けるように構築および配列され、滞在構造は、含有構造内に含有されるときの第１の構成と、含有構造からの放出後の第２の構成とを有する。
本発明の他の利点および新規の特徴は、付随の図と併せて考慮されるとき、本発明の種々の非限定的実施形態の以下の詳細な説明から明白となるであろう。参照することによって組み込まれる本明細書および文書が、相反するおよび／または一貫性のない開示を含む場合、本明細書が優先するものとする。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
方法であって、
対象に、電子コンポーネントを備える滞在構造を経口的に投与し、前記滞在構造が胃に進入することを可能にすることと、
少なくとも２４時間の滞在周期にわたって、前記胃内に前記滞在構造を保定し、前記滞在周期の間、信号を前記電子コンポーネントから前記胃の外部のデバイスに伝送する、および／または信号を前記胃の外部のデバイスから前記電子コンポーネントに伝送することと、
前記滞在周期の終了時、前記電子コンポーネントが前記胃から幽門を通して通過することを可能にすることと
を含む、方法。
（項目２）
前記信号は、前記滞在構造から医薬品を放出するように前記電子コンポーネントをトリガする、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記信号は、前記対象の生理学的条件を前記胃の外部の前記デバイスに提供する、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記信号は、前記胃から前記幽門を通した前記電子コンポーネントの退出を媒介する、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記滞在構造は、分解可能コンポーネントが前記対象の前記胃から前記幽門を通した前記電子コンポーネントの退出を媒介するように、前記電子コンポーネントに連結された前記分解可能コンポーネントを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
前記信号は、前記電子コンポーネントが前記胃から前記幽門を通して通過するように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または前記電子コンポーネントから機械的に分離するように前記分解可能コンポーネントをトリガする、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記信号は、ある電圧を前記分解可能コンポーネントに印加するように前記電子コンポーネントをトリガする、項目５に記載の方法。
（項目８）
電子滞在構造であって、
分解可能コンポーネントに連結される電子コンポーネントであって、前記滞在構造は、これが対象に経口的に導入され得、胃まで通過するであろう第１の圧縮構成と、前記滞在構造が前記胃内に保定され、正常な生理学的条件下で幽門の中に通過しない第２の拡張構成と、前記分解可能部分が溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または前記電子コンポーネントから機械的に分離し、前記電子コンポーネントが前記胃から前記幽門を通して通過する第３の構成とを有する、電子コンポーネント
を備える、電子滞在構造。
（項目９）
滞在構造であって、
第１の弾性ポリマーコンポーネントと、
前記第１の弾性ポリマーコンポーネントに結合される第２のポリマーコンポーネントと、
前記第２のポリマーコンポーネントと関連付けられる電子コンポーネントと
を備え、
前記滞在構造は、少なくとも約０．２Ｎの折畳力を有し、
前記滞在構造は、少なくとも約２ｃｍの非圧縮断面寸法を有し、
前記滞在構造は、これが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される、滞在構造。
（項目１０）
滞在構造であって、
弾性コアと、
前記弾性コアと関連付けられる３つ以上のポリマーアームと、
前記弾性コアおよび前記３つ以上のポリマーアームのうちの少なくとも２つを結合する分解可能連結器と
を備え、
前記３つ以上のポリマーアームのうちの少なくとも１つは、電子コンポーネントを備える、滞在構造。
（項目１１）
経口投与のために構成される滞在構造であって、
弾性コアと、
前記弾性コアと関連付けられる２つ以上のポリマーアームと、
前記弾性コアと関連付けられる電子コンポーネントと
を備え、
前記滞在構造は、これが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように構成される、滞在構造。
（項目１２）
体外での信号の伝送のために構成される滞在構造であって、
無線送信機を備える電子コンポーネントであって、前記電子コンポーネントは、弾性コアと関連付けられる、電子コンポーネント
を備え、
前記滞在構造は、これが経口的に投与され、少なくとも約２４時間にわたって対象の幽門に隣接する対象の内部の場所に保定されるように構成され、
前記無線送信機は、信号を前記対象の内部の前記場所から前記対象の体外に位置付けられる受信機に伝送するように構成される、滞在構造。
（項目１３）
前記電子コンポーネントと関連付けられる医薬品を備える、項目１－１２のいずれかに記載の滞在構造。
（項目１４）
前記医薬品の少なくとも一部は、前記電子コンポーネントから受信される信号に応じて、放出されるように構成される、項目１３に記載の滞在構造。
（項目１５）
電子コンポーネントを対象に送達するための方法であって、
電子コンポーネントが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように、前記対象に、前記電子コンポーネントを備える滞在構造を経口的に投与すること
を含み、
前記滞在構造は、弾性コアと、前記弾性コアと関連付けられる２つ以上のポリマーアームと、前記弾性コアと関連付けられる前記電子コンポーネントとを備える、方法。
（項目１６）
前記滞在構造は、分解可能連結器を備える、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記分解可能連結器を分解することによって、前記対象の内部の前記場所から前記電子コンポーネントを除去することを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
前記分解可能連結器を分解することは、前記電子コンポーネントを介して、ある電圧を前記分解可能連結器に印加することを含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記分解可能連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子を含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
方法であって、
対象に、滞在構造を経口的に投与することであって、前記滞在構造は、２つ以上のアームと、前記２つ以上のアームと関連付けられる電子コンポーネントとを備え、前記滞在構造は、少なくとも約２４時間にわたって前記対象の内部の場所に保定されるように構成される、ことと、
前記電子コンポーネントを介して、前記対象の内部の前記場所における前記対象の生理学的条件を決定することと、
前記対象の生理学的性質を含む信号を、前記電子コンポーネントを介して、体外の受信機に伝送することと
を含み、
前記対象の内部の前記場所は、幽門に近接する、方法。
（項目２１）
方法であって、
対象に、滞在構造を経口的に投与することであって、前記滞在構造は、２つ以上のアームと、前記２つ以上のアームと関連付けられる電子コンポーネントと、前記電子コンポーネントと関連付けられる医薬品とを備え、前記滞在構造は、少なくとも約２４時間にわたって前記対象の内部の場所に保定されるように構成される、ことと、
前記電子コンポーネントを介して、前記対象の内部の前記場所における前記対象の生理学的条件を決定することと、
特定の生理学的条件において、前記医薬品の少なくとも一部を放出することと
を含み、
前記対象の内部の前記場所は、幽門に近接する、方法。
（項目２２）
前記対象の内部の前記場所は、前記胃である、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２３）
前記対象の内部の前記場所は、前記幽門に近接する、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２４）
前記連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子を含む、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２５）
前記電子コンポーネントは、ある電圧を前記連結器に印加するように構成される、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２６）
前記連結器は、ある電圧の存在下で分解するように構成される、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２７）
前記連結器は、発生された温度の増加の存在下で分解するように構成される、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２８）
前記連結器は、胃環境内で分解、溶解、解離、または機械的に弱化し、これは、滞留形状完全性の喪失および胃腔からの通過をもたらす、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目２９）
前記ポリマーアームは、前記滞在構造の滞在周期の間に構造完全性を維持するように構成される、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目３０）
含有構造を備える、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目３１）
前記滞在構造は、前記含有構造内に含有されるときの第１の構成と、前記含有構造からの放出後の第２の構成とを有するように構築および配列される、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目３２）
前記電子コンポーネントは、無線送信機を備える、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目３３）
前記電子コンポーネントは、前記対象の内部の前記場所における放出のために構成される、医薬品を備える、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
（項目３４）
前記滞在構造は、前記含有構造からの放出に応じて、弾性反跳を受けるように構築および配列され、前記滞在構造は、前記含有構造内に含有されるときの第１の構成と、前記含有構造からの放出後の第２の構成とを有する、前記項目のいずれかに記載の滞在構造または方法。
本発明の非限定的実施形態が、概略であり、縮尺通りに描かれることを意図していない、付随の図面を参照して、実施例として説明されるであろう。図では、図示される各同じまたはほぼ同じコンポーネントは、典型的には、単一の数字によって表される。明確化を目的として、全てのコンポーネントが、全ての図で標識化されるわけではなく、また、本発明の各実施形態の全てのコンポーネントが、示されるわけでもなく、図示は、当業者が本発明を理解することを可能にするために必要ではない。
図１Ａは、実施形態の１つのセットによる、胃滞在構造の概略図である。
図１Ｂは、実施形態の１つのセットによる、胃滞在構造の概略図である。
図１Ｃは、実施形態の１つのセットによる、胃滞在構造の概略図である。
図２Ａ－２Ｊは、実施形態の１つのセットによる、生物医学的用途のための３Ｄ印刷胃滞在電子機器（ＧＲＥ）を示す。図示は、以下の３Ｄ印刷ＧＲＥ概念を説明する。（Ａ）ＧＲＥの患者特有多材料３Ｄ印刷。（Ｂ）ＧＲＥは、経口的に送達され（１）数週間にわたって胃内に滞在し、（２）最後に、分解し、（３）幽門を通過し、胃空間から排泄されるように設計される。具体的には、（Ｃ）に示されるように、ＧＲＥは、カプセルサイズ投薬形態に圧縮されることができる。（Ｄ）に示されるような本デバイスの拡張は、胃滞在を可能にし、パーソナルデバイスとの長期の遠隔通信を可能にする。（Ｅ）最終的に、本デバイスの崩壊は、胃空間からの本デバイスの安全な通過を可能にする。（Ｆ）ＧＲＥは、スマートフォン等のパーソナルデバイスと直接互換性があり、特殊化機器を伴わずに長期滞在構造と通信し、それを制御する能力をユーザに与える。（Ｇ）これは、他の無線電子機器周辺機器、ウェアラブルデバイス、および生物医学的インプラントとのシームレスな相互接続を可能にし、リアルタイムのフィードバックベースの自動化治療または応答性の薬物治療を可能にする。パーソナル電子機器を介したデジタルクラウドとのＧＲＥの相互接続は、最終的に、次世代のデジタル医療介入を可能にし得る。（Ｈ）胃滞在電子機器デバイスのコンピュータ支援設計モデルは、（ｉ）胃滞在アーキテクチャ、（ｉｉ）通信および制御のための電子機器および電力システムの統合、（ｉｉｉ）個人化された薬物送達モジュールを示す。挿入画像は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線マイクロコントローラ、アンテナ、バッテリ、および薬物送達モジュールの統合を実証する設計の断面を示す。（Ｉ）光学写真は、加工されたデバイスの寸法を示す。（Ｊ）Ｘ線画像は、ブタ胃内に展開されたＧＲＥを示す。
図３Ａ－３Ｇは、実施形態の１つのセットによる、３Ｄ印刷多材料胃滞在アーキテクチャプロトタイプ（ＧＲＡ）および電子機器（ＧＲＥ）を示す。（Ａ）３Ｄ印刷多材料アーキテクチャのコンピュータ支援設計モデルの概略図。左挿入画像は、３Ｄ印刷多材料ＧＲＡの光学写真を示し、右挿入画像は、生体内胃滞在研究のＧＲＡ内に埋設される金属プローブの相対的場所を示すＸ線画像である。（Ｂ）高速カメラ撮像シリーズが、（ｉ）拡張前、（ｉｉ）拡張の間、および（ｉｉｉ）拡張後の３Ｄ印刷アーキテクチャの拡張を示す。（Ｃ）Ｘ線画像は、胃滞在アーキテクチャを伴わない４日の最大胃滞在を実証する、対照群プロトタイプの胃滞在を示す。（Ｄ）対照的に、ＧＲＡは、Ｘ線画像に示されるように、最大２４日にわたる胃滞在を可能にする。構造は、続けて、取外によって崩壊するであろう。第１に、ＧＲＡアームのうちの１つが、２７日目に金属プローブによって示されるように、取り外される。（上部挿入画像は、腸領域に通過している取り外されたアームを示す一方、残りの構造は、胃空間内に留まる。）第２に、３０日目に、両方のＧＲＡアームが、取り外され、ＧＲＡが３１日目と３３日目との間に通過することを可能にする。（Ｅ）ＧＲＥは、ＧＲＡと類似する崩壊を呈し、２４日目に、プロトタイプのうちの１つは、両方の胃滞在アームが取り外される前に、胃滞在構造のうちの１つを喪失し始めた。（Ｆ）別のＧＲＥでは、３６日の最大胃滞在が、達成された。（Ｇ）ＧＲＡを伴わない構造（対照群）、ＧＲＡプロトタイプ、および最終的ＧＲＥのデバイス滞在周期の統計的比較が、胃滞在を延長させる際のＧＲＡの有効性を実証する。
図４Ａ－４Ｄは、実施形態の１つのセットによる、胃滞在電子機器の無線性能および寿命を示す。（Ａ）スマートフォンを用いて測定された７つのデバイスの平均受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）。挿入画像は、３つの主要コンポーネントを伴うＧＲＥにおける統合電子機器のＸ線画像を示す。（Ｂ）ＲＳＳＩは、ブタ胃内のＧＲＥから測定された。距離は、ブタの腹部表面に対して測定される。生体内測定が、３つの直交する方向において繰り返される。挿入画像は、固定された場所において測定されたＲＳＳＩの安定性を示す。（Ｃ）胃空間からのＧＲＥ双方向無線通信：ブタ胃に送達されたＧＲＥから測定された温度の変化は、胃空間内の本デバイスとスマートフォンとの間の双方向無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）相互接続を実施する能力を実証する。（Ｄ）ＧＲＥ寿命の延長：通信プロトコルおよび電源の最適化は、時間単位間隔において温度測定を実施するように構成されるとき、２０．１日の最大デバイス寿命を可能にする。挿入画像は、３つの異なる動作モードにおいて維持されるときのＧＲＥの平均寿命を実証する棒グラフを示す。グラフは、本デバイスが１９．５日にわたって３７℃において維持された対流式オーブン内に放置されているときに測定された温度の生体内実験データを示す。
図５Ａ－５Ｄは、実施形態の１つのセットによる、胃滞在電子機器を用いた薬物送達および遠隔感知を示す。（Ａ）錠剤形態における２０ｍｇの放出プロファイル（青色の星形および黒色の線）および遅延放出錠剤（紫色の菱形および緑色の線）と比較した、制御放出ポリ（ε－カプロラクトン）マトリクス製剤（赤色の小点および青色の線）におけるドキシサイクリンの累積的放出。（Ｂ）１週間にわたる３Ｄ印刷製剤からのレボノルゲストレルの累積的放出は、ＧＲＥを制御された送達プラットフォームと統合する能力を実証する。挿入画像は、画定された薬物ウェルの中へのレボノルゲストレルの３Ｄ印刷を示す。（Ｃ）ＧＲＥの生体内長期滞在性能：グラフは、１５．３日にわたってケージの壁に取り付けられたタブレットからのブタのブタ胃内に展開されたＧＲＥの測定された受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を示す。挿入画像は、本デバイスが展開される日における胃の内側のＧＲＥ（黄色で囲まれる）のＸ線画像を示す。（Ｄ）ＧＲＥを用いた生体内長期滞在生理学的パラメータ感知：１７日にわたってケージの壁に取り付けられたタブレットを用いた直接リアルタイムコア温度測定。挿入画像は、１５日目のＧＲＥの完全性を示し、数週間にわたって好ましくない胃環境に耐えるＧＲＥのロバスト性を実証する。
図６は、実施形態の１つのセットによる、幽門を通したＧＲＡの通過をシミュレートするために、ロート試験装置を用いて測定される最大折畳力のプロットを示す。測定は、疲労性質を評価するために、１０，０００サイクルにわたって繰り返された。標準偏差を明確に図示するために、１００個の点のうちの１つのみが、本グラフではプロットされることに留意されたい。
図７は、実施形態の１つのセットによる、幽門を通したＰＣＬ－ＰＬＡ ＧＲＡの通過をシミュレートするために、ロート試験装置を用いて測定される最大折畳力のプロットを示す。測定は、疲労性質を評価するために、６，０００サイクルにわたって繰り返された。標準偏差を明確に図示するために、７０個の点のうちの１つのみが、本グラフではプロットされることに留意されたい。
図８Ａ－８Ｃは、実施形態の１つのセットによる、トリガ可能なＧＲＥデバイス分離の写真を示す。（Ａ）トリガに先立って、ＧＲＡは、電気活性接着剤を用いてＧＲＥ電子機器の「ヘッド」に接合される。（Ｂ）トリガに応じて、ＧＲＡは、接着剤が働かなくなるため、分離される。（Ｃ）分離された構造のわずかな移動は、ＧＲＡが、本デバイスの圧縮システム（埋設ばね）が暴露されるＧＲＥの「ヘッド」から取り外されて完成されたことを示す。
図９Ａ－９Ｃは、実施形態の１つのセットによる、薬物リザーバカバーの生体内無線トリガ可能放出の写真を示す。（Ａ）内視鏡画像は、トリガに先立つ電気活性薬物送達モジュール（緑色の破線枠）を示す。胃からの粘液性フィルムが、リザーバを被覆する。（Ｂ）薬物リザーバカバー（緑色の矢印）の開放の結果としての薬物の無線トリガ放出は、粘液性被覆によって干渉されなかった。（Ｃ）拡張されたシステム（緑色の矢印）を示すために洗浄されたトリガされたリザーバ。
胃滞在電子機器、デバイス、システム、および関連方法が、概して、提供される。いくつかの実施形態は、（電子）滞在構造が、対象の内部の場所から退出する前に、特定の時間量（例えば、少なくとも約２４時間）にわたって対象の内部の該場所に保定されるように、（電子）滞在構造を対象（例えば、患者）に（例えば、経口的に）投与するステップを含む。いくつかの実施形態では、滞在構造は、胃滞在電子機器である。すなわち、いくつかの実施形態では、滞在構造は、比較的に長い胃滞在のために構成され、電子コンポーネントを備える。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される構造およびコンポーネントは、対象への活性物質（例えば、医薬品）の送達のために構成される、１つ以上のコンポーネントを備えてもよい。有利なこととして、本明細書に説明される構造は、酸性環境内での安定性、内部開口部（例えば、対象の幽門）に近接する機械的可撓性および強度、対象の内部の所望の場所における滞在までの胃腸管を通した容易な通過、および／または生理学的環境（例えば、胃腸環境）内での制御可能／トリガ可能な溶解／分解を呈する。いくつかの実施形態では、本デバイスは、モジュール設計を有し、電子コンポーネントを、（胃）滞在が失われ、本デバイスが対象の内部の場所から退出する時間を決定するために制御される、および／または調整可能な分解／溶解のために構成される材料と組み合わせる。例えば、いくつかの実施形態では、滞在構造は、電子コンポーネントと、滞在構造が２４時間を上回って、またはそれに等しく対象の内部の場所に保定されるように構成されるように電子コンポーネントと関連付けられる、１つ以上の付加的コンポーネントとを備える。
有利なこととして、本明細書に説明される構造およびコンポーネントは、外科手術手技（例えば、切開、組織の層内の埋込）の必要性を伴わない対象の内部の場所における電子コンポーネントの胃滞在のために構成される。ある場合には、滞在構造は、対象に投与されてもよい。いくつかの実施形態では、滞在構造は、経口的に、経直腸的に、経膣的に、経鼻的に、または経尿道的に投与される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、下記により詳細に説明されるように、含有構造内に（例えば、投与の間に）含有される。ある実施形態では、対象の内部の（例えば、胃腸管内の）場所に到達することに応じて、含有構造の少なくとも一部は、滞在構造が胃滞在のために構成される構成を取得するように分解する。
本明細書に使用されるような語句「対象の内部の場所」は、概して、対象の内部空洞（例えば、口、食道、小腸、結腸、十二指腸、回腸、空腸、胃、または直腸）を指す。いくつかの実施形態では、対象の内部の場所は、幽門等の胃開口部に近接する（例えば、隣接する、直接隣接する）。いくつかの実施形態では、滞在構造は、幽門等の胃開口部に隣接して滞在するように構成される（例えば、滞在構造は、幽門を通した通過を可能にしない最大断面積を有する）。当業者は、本明細書の教示に基づいて、滞在構造が、滞在構造の物理的、化学的、または機械的変化の不在下でこれが該場所から実質的に移行しないとき、対象の内部の場所に保定されることを理解するであろう。実施例として、そのようなものの文字通りの解釈によって拘束されるわけではないが、滞在構造は、これが滞在時間周期の持続時間（例えば、２４時間を上回る、またはそれに等しい）にわたってその場所に実質的に近接したままである（例えば、隣接する、それと接触する）とき、対象の内部の場所に保定される。対照的に、比較実施例として、そのようなものの文字通りの解釈によって拘束されるわけではないが、滞在構造は、これが胃腸管を移行する（例えば、これが胃腸管を通して移動するように胃腸力および／または運動によって駆動される）際、対象の内部の場所に保定されると見なされない。例えば、対象の内部に留まるが、例えば、２４時間を上回って、またはそれに等しく胃腸管を移行するデバイスは、対象の内部にあるにもかかわらず、該２４時間を上回って、またはそれに等しく対象の内部の場所に保定されるデバイスであることを意図していない。実施例として、例えば、２４時間を上回って、またはそれに等しく対象の幽門に近接したままである滞在構造は、該２４時間を上回って、またはそれに等しく対象の内部の場所に保定される滞在構造であると見なされることを意図している。他の滞在時間周期もまた、可能性として考えられ、下記により詳細に説明される。
当業者は、本明細書の教示に基づいて、滞在構造が、対象の内部の場所に保定されている間に（例えば、胃腸力／運動の結果として）移動し得るように、滞在が、対象の内部の場所に対して幾何学的に画定されたものへの厳密な順守を要求しないことを理解するであろう。実施例として、そのようなものの文字通りの解釈によって拘束されるわけではないが、滞在構造は、例えば、構造が胃内に留まり、所望の滞在時間周期の間に（例えば、幽門を介して）胃から退出しない限り、対象の胃内に保定されていると考えられる。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される構造は、滞在構造が対象の内部の場所から退出する（例えば、幽門を通過する）ように、変化（例えば、機械的変化）を受けるコンポーネントを備える。
いくつかの実施形態によると、滞在構造の少なくとも一部は、（例えば、所望の時間周期後に）胃腸管を通過することが可能な１つ以上の形態に分解する、溶解する、および／または解離するように構成される。いくつかの実施形態では、滞在構造のアームおよび／またはコアは、各アームおよび／またはコアが、特定の滞在時間周期後に（および／または電子コンポーネントからのトリガに応じて）、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように選択されてもよい。滞在時間周期という用語は、概して、その間に本明細書に説明される滞在構造が、対象の内部の場所に最初に存在する時間から、滞在構造が、例えば、分解、溶解、および／または対象の内部の場所からの滞在構造の少なくとも一部の退出に起因して、対象の内部の場所にもはや滞在しなくなる時間まで測定されるような、対象の内部の場所に滞在される時間の長さを指す。例証的実施形態では、滞在構造は、滞在構造が小腸等の対象の内部の場所に滞在し、（例えば、アームおよび／またはコア等の滞在構造の少なくとも一部の分解後に）小腸から退出するように、経口的に投与されてもよく、滞在時間周期は、滞在構造が最初に小腸内に滞在するときと滞在構造が小腸から退出するときとの間の時間の長さとして測定される。
いくつかの実施形態では、滞在構造のアームは、分解可能材料を含んでもよい。ある場合には、アーム、コア、および／または連結器は、例えば、滞在時間周期にわたる医薬品の送達後（例えば、２４時間を上回る、またはそれに等しい時間後）の滞在構造の分解、および対象の下部腸管を通した安全な通過を媒介するように構成されてもよい。小腸等の場所からの退出は、小腸を通した通過に抵抗する能力が損なわれるように、（例えば、生分解を介した）各アームの機械的性質の変化を通して達成されてもよい。
本明細書に使用されるような用語「対象」は、ヒトまたは動物等の個々の有機体を指す。いくつかの実施形態では、対象は、哺乳動物（例えば、ヒト、非ヒト霊長類、または非ヒト哺乳動物）、脊椎動物、実験動物、家畜化動物、農業用動物、または伴侶動物である。対象の非限定的実施例は、ヒト、非ヒト霊長類、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、またはマウス、ラット、ハムスター等の齧歯動物、鳥、魚、またはモルモットを含む。概して、本発明は、ヒトでの使用を対象とする。いくつかの実施形態では、対象は、例えば、滞在構造の投与に応じて、健康上の利益を実証し得る。いくつかの実施形態では、滞在構造は、対象に経口的に投与される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、電子コンポーネントを備える。実施形態の例示的セットでは、電子コンポーネントを備える滞在構造は、滞在構造が対象の胃に進入し、ある滞在周期にわたって（例えば、２４時間を上回って、またはそれに等しく）胃内に保定されるように投与される。電子コンポーネントは、信号を電子コンポーネントから胃の外部の（例えば、体外の）デバイスに伝送するように構成される、および／または信号を胃の外部の（例えば、体外の）デバイスから受信するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、例えば、温度（例えば、胃の内部温度）、ｐＨ、圧力、または他の生物物理学的特性等の対象についての生理学的条件を伝送および／または受信するように構成されてもよい。例えば、電子コンポーネントは、対象についての１つ以上の生理学的条件を決定するように構成される、１つ以上のセンサを備えてもよい（および／またはそれと電子通信する）。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、１つ以上のセンサ（例えば、生体分子センサ、ガスセンサ、温度センサ、圧力センサ、運動センサ、加速度計、ｐＨセンサ、生化学センサ）、無線識別マイクロチップ、および／または撮像システム（例えば、カメラ）を備える。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、信号（例えば、無線信号）を発生させる、および／または受信するように構成される。いくつかの実施形態では、信号は、滞在構造から医薬品を放出するように電子コンポーネントをトリガする。いくつかの実施形態では、信号は、対象の生理学的条件を胃の外部のデバイスに提供する。いくつかの実施形態では、信号は、本明細書に説明されるように、胃からの幽門を通した電子コンポーネントの退出を媒介する。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、１つ以上の薬物送達モジュールを備える。例えば、いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、対象の内部の場所における滞在に応じて、１つ以上の生物物理学的条件を検出する、および／または対象の内部の場所に１つ以上の医薬品を送達するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、対象の生理学的条件、電子コンポーネント上のセンサからの信号、および／または対象の外部のデバイスから受信される信号に応答して、１つ以上の医薬品を送達（例えば、放出）するように構成される。
いくつかの実施形態では、滞在周期の終了時、電子コンポーネントおよび／または滞在構造は、対象の内部の場所から通過するように構成される（例えば、幽門を通して胃から退出する）。例えば、図１Ａに図示されるように、滞在構造１００は、第２のコンポーネント１３０および２つ以上のアーム１２０に連結される、電子コンポーネント１１０を備える。いくつかの実施形態では、滞在構造１００は、第１の構成１００Ａ（例えば、圧縮構成）を有する。いくつかの実施形態では、第１の構成は、滞在構造が、対象に投与され得（例えば、経口的に導入され）、対象の内部の場所（例えば、胃、幽門に近接する）に到達するまで、胃腸管を通して移行するであろうようなものである。いくつかの実施形態では、滞在構造１００は、滞在構造が対象の内部の場所に保定され、正常な生理学的条件下でいかなる内部開口部も通過しない（例えば、胃内に保定され、幽門の中に通過しない）、第２の構成１００Ｂ（例えば、拡張構成）を取得する。構成１００Ｂでは、アーム１２０および／または電子コンポーネント１１０は、滞在構造１００が保定されるように拡張する。いくつかの実施形態では、滞在構造１００は、滞在構造の分解可能部分（例えば、コンポーネント１３０、アーム１２０）が溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離する、第３の構成を取得する。いくつかのそのような実施形態では、電子コンポーネントおよび／または滞在構造は、対象の内部の場所から通過する（例えば、幽門を通して胃から退出する）。本明細書に説明されるように、いくつかの実施形態では、滞在構造１００は、所望の滞在時間周期にわたって構成１００Ｂを取得する。
例えば、いくつかの実施形態では、滞在構造は、弛緩状態における特定のサイズおよび／または形状を含む第２の構成（例えば、構成１００Ｂ）を有する。ある実施形態では、滞在構造は、第２の構成から第１の折畳構成（構成１００Ａ）に折畳されてもよい。例えば、ある場合には、折畳／圧縮された滞在構造は、滞在構造が（例えば、経口的に）投与され得るように、第１の構成においてカプセルまたは他の封じ込め構造内に挿入されてもよい。カプセルまたは他の封じ込め構造は、ある場合には、滞在構造が対象の内部の特定の場所において放出され、それによって、放出に応じて、これが第２の構成に（例えば、弾性反跳によって）可逆的に戻り得るように、溶解するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、滞在構造は、所望の時間まで（例えば、滞在構造のマイクロニードルおよび／またはアームの溶解に応じて）体（例えば、胃、小腸）腔内でのさらなる移行を緩慢にする、または防止する生体内の形状および／またはサイズを採用するように構成される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、カプセル／容器および／または保定構造／要素からの放出に応じた長期の滞留（例えば、胃滞在）のために構成される形状および／またはサイズを採用する。いくつかの実施形態では、滞在構造は、滞在時間周期にわたる（そのカプセル化／折畳形状および／またはサイズにおいて保管された後の）胃展開のために構成される形状および／またはサイズを採用するために構成される。いくつかの実施形態では、滞在時間周期は、２４時間を上回る、またはそれに等しい、４８時間を上回る、またはそれに等しい、３日を上回る、またはそれに等しい、７日である、１カ月を上回る、またはそれに等しい、６カ月を上回る、またはそれに等しい、または１年を上回る、またはそれに等しい。ある実施形態では、滞在時間周期は、２年を下回る、またはそれに等しい、１年を下回る、またはそれに等しい、６カ月を下回る、またはそれに等しい、１カ月を下回る、またはそれに等しい、７日を下回る、またはそれに等しい、３日を下回る、またはそれに等しい、または４８時間を下回る、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、２４時間を上回る、またはそれに等しく、かつ２年を下回る、またはそれに等しい、２４時間を上回る、またはそれに等しく、かつ１年を下回る、またはそれに等しい、４８時間を上回る、またはそれに等しく、かつ７日を下回る、またはそれに等しい、３日を上回る、またはそれに等しく、かつ１カ月を下回る、またはそれに等しい、７日を上回る、またはそれに等しく、かつ６カ月を下回る、またはそれに等しい、１カ月を上回る、またはそれに等しく、かつ１年を下回る、またはそれに等しい）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、医薬品が、上記に列挙される範囲のうちの１つ以上のものにおける（例えば、２４時間を上回る、またはそれに等しく、かつ２年を下回る、またはそれに等しい）滞在時間周期の少なくとも一部にわたって滞在物から放出されるように構成および設計される。
ここで図１Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、滞在構造１０２は、第２のコンポーネント１３０および２つ以上のアーム１２０と関連付けられる（例えば、それに接続される）、電子コンポーネント１１０を備える。いくつかの実施形態では、第２のコンポーネント１３０は、弾性コンポーネント（例えば、弾性コア）である。弾性コンポーネントは、下記により詳細に説明される。いくつかの実施形態では、第２のコンポーネント１３０およびアーム１２０は、同一の材料を含む。ある実施形態では、第２のコンポーネント１３０およびアーム１２０は、異なる材料を含む。実施形態の例示的セットでは、第２のコンポーネント１３０は、熱可塑性ポリウレタンを含み、アーム１２０は、ポリ乳酸を含む。他の材料もまた、可能性として考えられ、下記により詳細に説明される。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、分解可能コンポーネントが対象の胃から幽門を通した電子コンポーネントの退出を媒介するように、電子コンポーネントに連結される分解可能コンポーネントを備える。例えば、いくつかの実施形態では、第２のコンポーネント１３０の少なくとも一部は、電子コンポーネントが対象の内部の場所から退出する（例えば、胃から幽門を通して通過する）ように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように構成される。いくつかの実施形態では、各アーム１２０の少なくとも一部は、電子コンポーネントが対象の内部の場所から退出する（例えば、胃から幽門を通して通過する）ように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または第２のコンポーネントから機械的に分離するように構成される。
いくつかの実施形態では、（例えば、電子コンポーネントからの、外部デバイスからの電子コンポーネントによって受信される）信号が、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように分解可能コンポーネントをトリガする。いくつかの実施形態では、図１Ｃに例証的に示されるように、滞在構造１０４は、電子コンポーネント１１０と、２つ以上のアーム１２０と、第２のコンポーネント１３０（例えば、弾性コンポーネント）と、連結器１４０とを備える。いくつかの実施形態では、連結器１４０は、電子コンポーネントが対象の内部の場所から退出する（例えば、胃から幽門を通して通過する）ように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように構成される、分解可能連結器である。２つの連結器１４０が図１Ｃに示されるが、当業者は、付加的（またはより少ない）連結器が、可能性として考えられ、（例えば、連結器が溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または機械的に分離すると、電子コンポーネントが対象の内部の場所から退出するように）滞在構造内の他の場所に位置付けられ得ることを理解するであろう。
例えば、いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、電子コンポーネントが少なくとも約２４時間にわたって対象の内部の場所に保定されるように、電子コンポーネントを備える滞在構造を対象に経口的に投与することによって対象に送達され、滞在構造は、弾性コア（例えば、第２のコンポーネント）と、弾性コアと関連付けられる、２つ以上のポリマーアームと、弾性コアと関連付けられる、電子コンポーネントとを備える。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、分解可能連結器および／または１つ以上の付加的分解可能コンポーネントを分解することによって、対象の内部の場所から除去される。
いくつかの実施形態では、分解可能コンポーネント（またはアーム）は、ある電圧を分解可能コンポーネントに印加することによって、溶解される、分解される、機械的に弱化される、および／または電子コンポーネントから機械的に分離されてもよい。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、下記により詳細に説明されるように、電圧を分解可能コンポーネントに印加するように構成される。
いくつかの実施形態では、分解可能コンポーネントは、例えば、電圧が印加されると、分解可能コンポーネントが溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または機械的に分離するように、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子を含む。理論によって拘束されるわけではないが、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または伝導性粒子は、分解可能コンポーネントが機械的に弱化する（例えば、熱可塑性弱化を受ける）ように、印加される電圧の存在下で熱を発生させ得る。いくつかの実施形態では、分解可能コンポーネントは、電気活性接着剤（例えば、低融解温度ポリマーと導電性ナノ物質との混合物）を備える。例示的実施形態では、電気活性接着剤は、ポリ（カプロラクトン）と、複数のカーボンナノチューブとを含む。いくつかの実施形態では、分解可能コンポーネントは、グラフェンおよび／またはニッケルを含む複数の粒子を含む。炭素質／伝導性粒子は、任意の好適な平均断面寸法（例えば、直径）を有し得る。いくつかの実施形態では、分解可能コンポーネントは、０．１ミクロンを上回る、またはそれに等しい、０．２ミクロンを上回る、またはそれに等しい、０．５ミクロンを上回る、またはそれに等しい、１ミクロンを上回る、またはそれに等しい、２ミクロンを上回る、またはそれに等しい、５ミクロンを上回る、またはそれに等しい、１０ミクロンを上回る、またはそれに等しい、２０ミクロンを上回る、またはそれに等しい、５０ミクロンを上回る、またはそれに等しい、１００ミクロンを上回る、またはそれに等しい、２００ミクロンを上回る、またはそれに等しい、５００ミクロンを上回る、またはそれに等しい、または７５０ミクロンを上回る、またはそれに等しい平均断面寸法を有する複数の粒子（例えば、炭素質粒子、伝導性粒子）を含む。いくつかの実施形態では、平均断面寸法は、１，０００ミクロンを下回る、またはそれに等しい、７５０ミクロンを下回る、またはそれに等しい、５００ミクロンを下回る、またはそれに等しい、２００ミクロンを下回る、またはそれに等しい、５０ミクロンを下回る、またはそれに等しい、２０ミクロンを下回る、またはそれに等しい、１０ミクロンを下回る、またはそれに等しい、５ミクロンを下回る、またはそれに等しい、２ミクロンを下回る、またはそれに等しい、１ミクロンを下回る、またはそれに等しい、０．５ミクロンを下回る、またはそれに等しい、または０．２ミクロンを下回る、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせも、可能性として考えられる（例えば、０．１ミクロンを上回る、またはそれに等しく、かつ１，０００ミクロンを下回る、またはそれに等しい）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
本明細書に使用されるように、用語「ナノチューブ」は、当技術分野におけるその通常の意味を与えられ、主として６員芳香環の融合ネットワークを含む略円筒形分子またはナノ構造を指す。ある場合には、ナノチューブは、シームレスな円筒形構造に形成される黒鉛のシートに類似し得る。ナノチューブはまた、６員環以外の環または格子構造を含み得ることを理解されたい。ナノチューブは、約数ナノメートルの直径および約数ミリメートル、または約１０分の１ミクロンの長さを有し、１００、１，０００、１０，０００、またはそれを上回る縦横比をもたらし得る。ある場合には、ナノチューブは、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）である。用語「カーボンナノチューブ」は、主として、炭素原子を含むナノチューブを指し、単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、２層ナノチューブ（ＤＷＮＴ）、多層ナノチューブ（ＭＷＮＴ）（例えば、同心カーボンナノチューブ）、それらの無機誘導体、および同等物を含む。いくつかの実施形態では、カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブである。ある場合には、カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブ（例えば、２層カーボンナノチューブ）である。ある場合には、ナノチューブは、１μｍを下回る、１００ｎｍを下回る、５０ｎｍを下回る、２５ｎｍを下回る、１０ｎｍを下回る、またはある場合には、１ｎｍを下回る（または０．５ｎｍを上回る、またはそれに等しい、１ｎｍを上回る、またはそれに等しい、１０ｎｍを上回る、またはそれに等しい、２５ｎｍを上回る、またはそれに等しい、５０ｎｍを上回る、またはそれに等しい、または１００ｎｍを上回る、またはそれに等しい）直径を有し得る。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、１ミクロンを下回り、かつ０．５ｎｍを上回る、またはそれに等しい）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
上記に説明されるように、いくつかの実施形態では、滞在構造は、弛緩状態における特定のサイズおよび／または形状（例えば、多アーム付き星形）を含む特定の構成を有する。ある実施形態では、滞在構造は、これが第２の圧縮構成を取得するように折畳されてもよい。例えば、ある場合には、滞在構造は、滞在構造が経口的に送達され得るように、第２の構成においてカプセル内に折畳されてもよい。カプセルは、ある場合には、滞在構造が対象の内部の（例えば、胃内の）特定の場所において放出され、第１の構成を可逆的に取得する（すなわち、反跳する）ように、溶解してもよい。いくつかの実施形態では、本デバイスは、胃腔内でのさらなる移行（例えば、胃の本体から幽門を通した通過）を緩慢にする、または防止する形状および／またはサイズを採用するように構成される。いくつかの実施形態では、本デバイスは、可溶性容器および／または可溶性保定要素からの放出に応じた滞留（例えば、胃滞在）が可能な形状および／またはサイズを採用する。いくつかの実施形態では、本デバイスは、最大約１年を含む、２４時間を上回る持続時間にわたってそのカプセル化形状および／またはサイズにおいて保管された後の胃滞在が可能な形状および／またはサイズを採用することが可能である。いくつかの実施形態では、本デバイスの機械的性質は、最大約１年を含む、２４時間を上回る持続時間にわたる胃腔等の内部開口部内での安全な一時的滞留のために最適化される。
本明細書に説明されるあるデバイス、システム、および方法は、例えば、治療剤、診断薬、および／または強化剤の長い生体内滞在および投与のために、経口投与を介して胃滞在および／または緩慢にされた移行を達成する際に有用であり得る。本明細書に説明されるデバイスおよびシステムは、伝統的な滞在および／または経口的に投与されるデバイスおよびシステムと比較して、例えば、対象によって摂取されるために十分に小さい形状および／またはサイズを採用する能力、胃腔内でのさらなる移行（例えば、胃の本体から幽門を通した通過）を緩慢にする、または防止する形状および／またはサイズを採用する能力、高レベル（例えば、高質量）の治療剤、診断薬、および／または強化剤を装填する能力、バースト放出の潜在性を殆どまたは全く伴わずに治療剤、診断薬、および／または強化剤の放出を制御する能力、長い持続時間にわたって胃環境等の好ましくない環境内で治療剤、診断薬、および／または強化剤の安定性を維持する能力、胃または腸閉塞および／または穿孔の潜在性を殆どまたは全く伴わずに安全性を維持する能力、および／または胃腸管を通過することが可能な１つ以上の形態に分解／溶解／解離する能力を含む、いくつかの利点を提供し得る。ある実施形態では、本明細書に説明されるデバイスおよびシステムは、少なくとも２４時間を上回り、最大約１年またはそれを上回って持続する耐久性のある滞在時間とともに構成されることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるシステム、デバイス、および方法は、限定ではないが、ヒトおよび非ヒト動物を含む対象と適合する。さらなる実施形態では、本システムおよびデバイスは、多種多様な治療剤、診断薬、および／または強化剤を送達し、したがって、潜在的に、順守率を増加させ、さらには最大限にするように構成されることができる。
当業者は、本明細書の教示に基づいて、電子コンポーネント、アーム、および／または弾性コアを形成するための好適な方法を選択することが可能であろう。実施形態の例示的セットでは、滞在構造の少なくとも一部（例えば、電子コンポーネント、アーム、および／または弾性コアの少なくとも一部）は、３Ｄ印刷を使用して形成される。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、他のデバイス／システムとの好適な通信を可能にするための（例えば、電子コンポーネントの側面を制御する、対象の（例えば、対象の内部の場所における）生理学的条件を制御／監視をする等のための）無線能力を備える。無線デバイスは、概して、当技術分野で公知であり、ある場合には、ＬＴＥ、ＷｉＦｉ、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）システムを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される電子コンポーネントは、そのような無線デバイスを備える。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、生理学的および／または外部メトリックに基づいて、種々のパラメータを調節するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、例えば、電子コンポーネントと電気または無線通信する、および／またはそれと関連付けられる（例えば、その中に埋設される）センサからの信号に応答して、電子コンポーネントから放出される（例えば、電子コンポーネントと関連付けられる１つ以上のリザーバ内に保管される）医薬品の速度および／または量を調節するように構成される。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、ユーザからの入力および／またはセンサからの信号に応答して、電子コンポーネントから放出される医薬品の速度および／または量を調節する。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、医薬品の放出のために構成される１つ以上のリザーバと関連付けられる。いくつかの実施形態では、１つ以上のリザーバは、電子コンポーネントと電気または無線通信するセンサから受信された信号に応答して、その中に含有される医薬品の一部を放出してもよい。
本明細書に説明される構造および方法と併用するための好適なセンサの非限定的実施例は、温度センサ（例えば、内部温度、周囲温度、感熱性ポリマー等の電子コンポーネントと関連付けられるコンポーネントの温度を監視する）、生理学的／バイオメトリックセンサ（例えば、心拍数、電気的活動、神経活動）、加速度計（例えば、呼吸速度、活動レベル、睡眠挙動／パターンを測定するため）、および環境センサ（例えば、ｐＨ、生物濃度、化学濃度）を含む。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネントは、電源と関連付けられる、および／またはそれを備える。電源は、１つ以上のバッテリ、光起電力セル等の任意の適切な材料を含んでもよい。好適なバッテリの非限定的実施例は、Ｌｉポリマー（例えば、１００～１，０００ｍＡｈのバッテリ寿命を伴う）、Ｌｉイオン、ニッケルカドミウム、ニッケル金属水素化物、酸化銀、または同等物を含む。ある場合には、バッテリは、生理学的および／または外部メトリックおよび／または信号（例えば、ユーザによる）に応答して、ある電圧を（例えば、本明細書に説明されるような分解可能材料）に印加してもよい。例えば、電圧は、例えば、ある電圧を本明細書に説明されるような感熱性分解可能コンポーネントに印加することによって、滞在構造の退出をトリガするために使用されてもよい。例えば、分解可能コンポーネントに印加される電圧の平均の大きさは、０．００１～０．０１Ｖ、０．０１～０．１Ｖ、０．１Ｖ～１０．０Ｖ、１．０Ｖ～８．０Ｖ、２．０Ｖ～５．０Ｖ、０．１Ｖ～５．０Ｖ、０．１Ｖ～１．５Ｖ、０．１Ｖ～１．０Ｖ、１．０Ｖ～３．０Ｖ、３．０Ｖ～８．０Ｖ、または任意の他の適切な範囲であり得る。
任意の電子コンポーネント回路が、任意の好適なタイプのアナログおよび／またはデジタル回路によって実装されてもよい。例えば、電子コンポーネント回路は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを使用して実装されてもよい。ソフトウェアを使用して実装されるとき、好適なソフトウェアコードが、任意の好適なプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）またはプロセッサの集合の上で実行されることができる。１つ以上の電子コンポーネントは、専用ハードウェアを用いて、または上記に列挙される機能を実施するようにマイクロコードまたはソフトウェアを使用してプログラムされる汎用ハードウェア（例えば、１つ以上のプロセッサ）を用いて等、多数の方法で実装されることができる。
この点で、本明細書に説明される実施形態の１つの実装は、ある場合には、１つ以上のプロセッサ上で実行されると、１つ以上の実施形態の上記に議論される機能を実施する、コンピュータプログラム（すなわち、複数の実行可能命令）を用いてエンコードされる、少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、または他の有形非一過性コンピュータ可読記憶媒体）を備え得ることを理解されたい。加えて、実行されると、上記に議論される機能のうちのいずれかを実施するコンピュータプログラムの言及は、ホストコンピュータ上で実行されるアプリケーションプログラムに限定されないことを理解されたい。むしろ、コンピュータプログラムおよびソフトウェアという用語は、本明細書に議論される技法の側面を実装するように１つ以上のプロセッサをプログラムするために採用され得る、任意のタイプのコンピュータコード（例えば、アプリケーションソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード、または任意の他の形態のコンピュータ命令）に言及するために一般的意味において本明細書に使用される。
いくつかの実施形態では、第２のコンポーネント（例えば、弾性コア）は、弾性ポリマーコンポーネントである。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントの使用は、特定の機械的性質を構造に付与し得る。例えば、ある場合には、構造は、構造が対象の内部の場所において（例えば、幽門等の開口部またはその上方で）破断しない、および／または保定されるように、比較的に高い圧縮力（例えば、対象の胃および／または腸内に存在する圧縮力）を受けることが可能であり得る。ある実施形態では、構造は、（例えば、破断することなく）折畳されることが可能であり得る。例えば、弾性ポリマーコンポーネントは、破断することなく、および／または恒久的に有意に変形されることなく、比較的に高いレベルの屈曲応力を受けることが可能であり得る。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントおよび／または構造は、実質的な反跳が可能であり得る。すなわち、弾性ポリマーコンポーネントおよび／または弾性ポリマーコンポーネントを備える構造を機械的に変形した後、構造は、機械的変形が印加されることに先立つその元々の構成に実質的に戻り得る（例えば、実質的に最小のクリープ変形を有する）。
いくつかのスクリーニング試験が、弾性ポリマーコンポーネントとして使用するための好適な材料を決定するために使用されてもよい。例えば、弾性ポリマーコンポーネントは、破断を伴わずに少なくとも約４５度、少なくとも約６０度、少なくとも約９０度、少なくとも約１２０度、少なくとも約１５０度、または約１８０度の機械的屈曲変形を受けることが可能であり得る。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、破断することなく約１８０度未満、またはそれに等しい、約１５０度未満、またはそれに等しい、約１２０度未満、またはそれに等しい、約９０度未満、またはそれに等しい、または約６０度未満、またはそれに等しい機械的屈曲変形を受けることが可能であり得る。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約４５度～約１８０度、約６０度～約１８０度、約６０度～約１２０度、約９０度～約１８０度）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
ある場合には、弾性ポリマーコンポーネントは、比較的に長期の時間周期にわたって変形構成（例えば、少なくとも約４５度の機械的屈曲変形）のままであることが可能であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、変形構成（例えば、少なくとも約４５度の機械的屈曲変形）において少なくとも約２４時間、少なくとも約１週間、少なくとも約１カ月、少なくとも約１年、または少なくとも約２年の貯蔵寿命を有し、その変形前構成に実質的に戻る（すなわち、反跳する）ことが可能である。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、変形構成において約３年を下回る、またはそれに等しい、約２年未満、またはそれに等しい、約１年未満、またはそれに等しい、約１カ月未満、またはそれに等しい、または約１週間未満、またはそれに等しい貯蔵寿命を有し、その変形前構成に実質的に戻る（すなわち、反跳する）ことが可能である。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約２４時間～約３年、約１週間～１年、約１年～３年）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、比較的に可撓性である。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、これが有意な非弾性変形を受けることなく、比較的に長い時間周期にわたって大きい角変形を受けることが可能であるように選択されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、機械的変形の解放後の約３０分未満、約１０分未満、約５分未満、または約１分未満で弾性ポリマーコンポーネントをその変形前形状に実質的に戻すために十分な反跳強度を有してもよい。当業者は、その変形前形状に戻ることが、形状の数学的定義への絶対的一致を要求しないように理解されるものとし、むしろ、そのような主題に最も密接に関連する当業者によって理解されるであろうように特徴付けられる主題に関して可能な範囲での形状の数学的定義への一致を示すように理解されるものとすることを理解するであろう。
いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、特定の弾性率を有する。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントの弾性率は、約０．１ＭＰａ～約３０ＭＰａに及ぶ。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントの弾性率は、少なくとも約０．１ＭＰａ、少なくとも約０．２ＭＰａ、少なくとも約０．３ＭＰａ、少なくとも約０．５ＭＰａ、少なくとも約１ＭＰａ、少なくとも約２ＭＰａ、少なくとも約５ＭＰａ、少なくとも約１０ＭＰａ、少なくとも約２０ＭＰａ、または少なくとも約２５ＭＰａである。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントの弾性率は、約３０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約１０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約１ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約０．５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約０．３ＭＰａ未満、またはそれに等しい、または約０．２ＭＰａ未満、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約０．１ＭＰａ～約３０ＭＰａ、約０．３ＭＰａ～約１０ＭＰａ）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。当業者は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６３８下での引張機械的特性評価および／またはＡＳＴＭ Ｄ５７５下での圧縮機械的特性評価を含む、ポリマーコンポーネントの弾性率を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、機械的変形の間に比較的に少量のクリープを受ける。例えば、ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、約０．３ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、約０．２ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、約０．１ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、約０．０８ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、約０．０５ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、約０．０３ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい、または約０．０２ｍｍ／ｍｍ／時間未満、またはそれに等しい最小クリープ速度を有する。ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、少なくとも約０．０１ｍｍ／ｍｍ／時間、少なくとも約０．０２ｍｍ／ｍｍ／時間、少なくとも約０．０３ｍｍ／ｍｍ／時間、少なくとも約０．０５ｍｍ／ｍｍ／時間、少なくとも約０．０８ｍｍ／ｍｍ／時間、少なくとも約０．１ｍｍ／ｍｍ／時間、または少なくとも約０．２ｍｍ／ｍｍ／時間の最小クリープ速度を有する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約０．０１ｍｍ／ｍｍ／時間～約０．３ｍｍ／ｍｍ／時間、約０．０２ｍｍ／ｍｍ／時間～約０．１ｍｍ／ｍｍ／時間、約０．０２ｍｍ／ｍｍ／時間～約０．０５ｍｍ／ｍｍ／時間、約０．０５ｍｍ／ｍｍ／時間～約０．３ｍｍ／ｍｍ／時間）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。最小クリープ速度は、いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ－６３８に従って決定されることができる。簡潔には、下記に説明されるように、弾性ポリマー材料のシートが、調製され、標準ダンベルダイの中に切断される。試料が、Ｉｎｓｔｒｏｎ試験機械のグリップの中に装填され、ゲージ長が、デジタルマイクロメータを使用して測定されることができる。各材料の極限引張強度の３０％に対応する一定の応力が、一定の温度（例えば、室温）において６０分にわたって試料に印加され得、クリープ（ｍｍ／ｍｍ単位）対時間（時間単位）が、プロットされることができる。最小クリープ速度は、二次クリープに先立つクリープ対時間曲線の傾斜である。
当業者は、例えば、モノマーおよび／またはポリマー単位のモル比を変動させる（例えば、弾性ポリマーコンポーネントにおいて使用される高分子量ポリカプロラクトンまたは他のポリマーの量を増加させる）ことによって、ポリマー架橋密度を変動させることによって、ポリマーの形成において使用される架橋剤の濃度を変動させることによって、ポリマーの結晶化度を変動させることによって（例えば、ポリマー中の結晶領域と非晶領域との比率を変動させることによって）、および／または付加的または代替材料の使用（例えば、ビス（イソシアナトメチル）－シクロヘキサン等の材料を組み込む）によって、弾性ポリマーコンポーネントの機械的性質（例えば、弾性率、クリープ挙動）を調整するための好適な方法を決定することが可能であろう。
いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、血液、水、胆汁、胃液、および／または同等物等の生物流体の存在下で実質的に膨張しない。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、乾燥状態における（例えば、大気条件および室温における）弾性ポリマーコンポーネントの体積と比較して、生物流体中で約０．０１ｖｏｌ％～約１０ｖｏｌ％膨張する。例えば、ある実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、乾燥状態における（例えば、大気条件および室温における）弾性ポリマーコンポーネントの体積と比較して、生物流体中で約１０ｖｏｌ％未満、約５ｖｏｌ％未満、約２ｖｏｌ％未満、または約１ｖｏｌ％未満だけ膨張する。当業者は、例えば、大気条件および室温における乾燥状態における弾性ポリマーコンポーネントの体積を測定するステップ、コンポーネントを生物流体（例えば、血液、水、胆汁、胃液、および／または同等物）中に浸漬させるステップ、および約６０分後にコンポーネントの体積のパーセント変化を測定するステップを含む、本明細書の教示に基づく弾性ポリマーコンポーネントの膨張の量を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
弾性ポリマーコンポーネントは、概して、生体適合性である。本明細書に使用されるような用語「生体適合性」は、有機体（例えば、哺乳動物）、組織培養物、または細胞の集合体から有害反応（例えば、免疫応答）を引き起こさない、または有害反応が許容可能レベルを超えない場合のポリマーを指す。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、例えば、限定ではないが、ポリカプロラクトン、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（グリセロールセバケート）、ポリ（ラクチド）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－グリコール酸）、ポリブチレート、およびポリヒドロキシアルカノエートを含む、ポリエステル、限定ではないが、ポリ（エチレンオキシド）およびポリ（プロピレンオキシド）を含む、ポリエーテル、限定ではないが、ポリ（ジメチルシロキサン）を含む、ポリシロキサン、限定ではないが、ポリ（カプロラクタム）を含む、ポリアミド、限定ではないが、ポリエチレンを含む、ポリオレフィン、限定ではないが、ポリ（プロピレンオキシド）を含む、ポリカーボネート、ポリケタール、ポリビニルアルコール、ポリオキセタン、限定ではないが、ポリ（メチルメタクリレート）およびポリ（エチルビニルアセテート）を含む、ポリアクリレート／メタクリレート、ポリ酸無水物、およびポリウレタン（例えば、熱可塑性ポリウレタン）のポリマー、それらのネットワーク、および／またはマルチブロック組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーは、架橋される。いくつかの実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、２つ以上の化学的に類似するポリマーまたは２つ以上の化学的に明確に異なるポリマーを含む、ポリマー複合体を含む。例示的実施形態では、弾性ポリマーコンポーネントは、ポリカプロラクトン等の低分子量モノマーから発生されるイソシアネート架橋ポリウレタンを含む。いくつかの実施形態では、低分子量モノマーは、１つ以上のヒドロキシル官能基（例えば、ジオール、トリオール）を含む。
いくつかの実施形態では、各アームは、アーム材料が脆性破断に抵抗するが、これが内部生理学的圧力に耐える、および／または構造の滞在を維持し得るように十分に堅性であるように特定の機械的性質を有する。いくつかの実施形態では、アームは、例えば、限定ではないが、ポリカプロラクトン、ポリ（プロピレンフマレート）、ポリ（グリセロールセバケート）、ポリ（ラクチド）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸－グリコール酸）、ポリブチレート、およびポリヒドロキシアルカノエートを含む、ポリエステル、限定ではないが、ポリ（エチレンオキシド）およびポリ（プロピレンオキシド）を含む、ポリエーテル、限定ではないが、ポリ（ジメチルシロキサン）を含む、ポリシロキサン、限定ではないが、ポリ（カプロラクタム）を含む、ポリアミド、限定ではないが、ポリエチレンを含む、ポリオレフィン、限定ではないが、ポリ（プロピレンオキシド）を含む、ポリカーボネート、ポリケタール、ポリビニルアルコール、ポリオキセタン、限定ではないが、ポリ（メチルメタクリレート）およびポリ（エチルビニルアセテート）を含む、ポリアクリレート／メタクリレート、ポリ酸無水物、およびポリウレタン（例えば、熱可塑性ポリウレタン）のポリマー、それらのネットワーク、および／またはマルチブロック組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーは、架橋される。いくつかの実施形態では、アームは、２つ以上の化学的に類似するポリマーまたは２つ以上の化学的に明確に異なるポリマーを含む、ポリマー複合体を含む。例示的実施形態では、アームは、ポリカプロラクトン等の低分子量モノマーから発生されるイソシアネート架橋ポリウレタンを含む。いくつかの実施形態では、低分子量モノマーは、１つ以上のヒドロキシル官能基（例えば、ジオール、トリオール）を含む。
いくつかのスクリーニング試験が、アームとして使用するための好適な材料を選択するために使用されてもよい。例えば、アームは、アームが約１００ＭＰａを上回る、約１２０ＭＰａを上回る、約１５０ＭＰａを上回る、または約２００ＭＰａを上回る曲げ弾性率を有するように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、アームは、約２５０ＭＰａを下回る、またはそれに等しい、約２００ＭＰａを下回る、またはそれに等しい、約１５０ＭＰａを下回る、またはそれに等しい、または約１２０ＭＰａを下回る、またはそれに等しい曲げ弾性率を有する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１００ＭＰａ～約２５０ＭＰａ）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。当業者は、例えば、曲げ応力対歪みをプロットするステップと、曲線の線形部分の傾斜をとるステップとを含む、ポリマーコンポーネントの曲げ弾性率を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
ある実施形態では、アームは、少なくとも約１０ＭＰａの曲げ強度を有するように選択されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、アームは、少なくとも約１０ＭＰａ、少なくとも約１５ＭＰａ、少なくとも約２０ＭＰａ、少なくとも約３０ＭＰａ、または少なくとも約４０ＭＰａの曲げ強度を有する。ある実施形態では、アームは、約５０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約４０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約３０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、または約１５ＭＰａ未満、またはそれに等しい曲げ強度を有する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１０ＭＰａ～約５０ＭＰａ）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。当業者は、例えば、ポリマー材料の破壊時の曲げ応力を決定するステップを含む、アームの曲げ強度を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
アーム材料は、それらが滞在時間周期にわたって（例えば、活性物質の放出の間および／または開口部内での滞在の間）それらの機械的性質を維持するように選択されてもよい。滞在時間周期は、下記により詳細に説明される。いくつかの実施形態では、アーム材料は、本デバイスが、少なくとも２４時間、少なくとも４８時間、少なくとも１週間、少なくとも１カ月、または少なくとも１年にわたって対象の内部に位置する開口部（例えば、胃開口部）内に保定され得るように選択される。ある実施形態では、アーム材料は、本デバイスが、約２年未満、またはそれに等しく、約１年未満、またはそれに等しく、約１カ月未満、またはそれに等しく、約１週間未満、またはそれに等しく、または約４８時間未満、またはそれに等しく対象の内部の開口部場所内に保定され得るように選択される。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約２４時間～約２年、約４８時間～約２年、約１週間～約１年）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
上記に説明されるように、いくつかの実施形態では、２つ以上のアームのうちの少なくとも１つは、電子コンポーネントが、所望の滞在時間後（および／または電子コンポーネントからのトリガに応じて）、胃から幽門を通して通過するように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または電子コンポーネントから機械的に分離するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、電子コンポーネント、第２のコンポーネント、１つ以上のアーム、および／または連結器は、腸溶性ポリマーを含む。いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーは、限定ではないが、酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ）、ヒプロメロース（ＩＮＮ）またはヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、およびＥＵＤＲＡＧＩＴ（登録商標）（Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＡＧ（Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能）を含む。
いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーの溶解は、例えば、アルカリ溶液の摂取によってトリガされることができる。いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーは、ｐＨ４～８の溶解に関する能力を有する。いくつかの実施形態によると、腸溶性ポリマーは、腸溶性ポリマーが、酸性の胃環境（すなわち、ｐＨ１～ｐＨ４を有する）内で安定するが、幽門の遠位の胃腸管のよりアルカリ性の領域（すなわち、５．５を上回るｐＨを有する）において溶解し、連結器としての役割を果たし得るように選択される。
例えば、ある実施形態では、腸溶性ポリマーは、約１～約５に及ぶｐＨにおいて実質的に分解しない。いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーは、少なくとも約１、少なくとも約２、少なくとも約３、少なくとも約４、または少なくとも約４．５のｐＨにおいて実質的に分解しない。ある実施形態では、腸溶性ポリマーは、約５未満、またはそれに等しい、約４．５未満、またはそれに等しい、約４未満、またはそれに等しい、約３未満、またはそれに等しい、または約２未満、またはそれに等しいｐＨにおいて実質的に分解しない。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１～約４．５、約１～約５、約１～４）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
ある実施形態では、腸溶性ポリマーは、約４～約８に及ぶｐＨにおいて実質的に分解する。いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーは、少なくとも約４、少なくとも約５、少なくとも約６、少なくとも約６．５、少なくとも約７、または少なくとも約７．５のｐＨにおいて実質的に分解する。ある実施形態では、腸溶性ポリマーは、約８未満、またはそれに等しい、約７．５未満、またはそれに等しい、約７未満、またはそれに等しい、約６．５未満、またはそれに等しい、約６未満、またはそれに等しい、または約５未満、またはそれに等しいｐＨにおいて実質的に分解する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約４～約８、約５～約８、約６．５～約７．５）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
当業者は、約４～約４０日の時間周期にわたって体温（例えば、約３５℃～約３８℃）において測定される、約３を下回るｐＨを有する水性溶液中の腸溶性ポリマーの可溶性を決定するステップおよび／または約６を上回る、またはそれに等しいｐＨを有する水性溶液中に腸溶性ポリマーを溶解させるステップを含む、本明細書の教示に基づいて腸溶性ポリマーの分解を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
いくつかの実施形態では、腸溶性ポリマーは、腸溶性エラストマである。ある実施形態では、腸溶性エラストマは、その初期長さの５０％～１，５００％から延伸されると、可逆的な伸長を呈する。例えば、いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、その初期長さの少なくとも約５０％、少なくとも約１００％、少なくとも約２００％、少なくとも約４００％、少なくとも約５００％、少なくとも約１，０００％、少なくとも約１，２００％、または少なくとも約１，４００％から延伸されると、可逆的な伸長を呈する。すなわち、いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、変形後対変形前（例えば、延伸）の平均長さにおいて約１０％未満、約５％未満、約２％未満、または約１％未満の差異を有する。ある実施形態では、腸溶性エラストマは、その初期長さの約１，５００％未満、またはそれに等しいもの、約１，４００％未満、またはそれに等しいもの、約１，２００％未満、またはそれに等しいもの、約１，０００％未満、またはそれに等しいもの、約５００％未満、またはそれに等しいもの、約４００％未満、またはそれに等しいもの、約２００％未満、またはそれに等しいもの、または約１００％未満、またはそれに等しいものから延伸されると、可逆的な伸長を呈する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約５０％～約１，５００％、約１００％～約１，５００％、約２００％～約１，０００％、約５００％～約１，４００％）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
ある実施形態では、腸溶性エラストマは、約０．１ＭＰａ～約１００ＭＰａに及ぶ弾性率を有する。いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマの弾性率は、少なくとも約０．１ＭＰａ、少なくとも約０．２ＭＰａ、少なくとも約０．３ＭＰａ、少なくとも約０．５ＭＰａ、少なくとも約１ＭＰａ、少なくとも約２ＭＰａ、少なくとも約５ＭＰａ、少なくとも約１０ＭＰａ、少なくとも約２５ＭＰａ、または少なくとも約５０ＭＰａである。ある実施形態では、腸溶性エラストマの弾性率は、約１００ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約５０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約１０ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約２ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約１ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約０．５ＭＰａ未満、またはそれに等しい、約０．３ＭＰａ未満、またはそれに等しい、または約０．２ＭＰａ未満、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約０．１ＭＰａ～約１００ＭＰａ、約０．３ＭＰａ～約１０ＭＰａ）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。当業者は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６３８下での引張機械的特性評価および／またはＡＳＴＭ Ｄ５７５下での圧縮機械的特性評価を含む、腸溶性エラストマの弾性率を決定するための好適な方法を選択することが可能であろう。
ある実施形態では、腸溶性エラストマは、様々な比率のポリ（アクリロイル－６－アミノカプロン酸）およびポリ（メタクリル酸－ｃｏ－アクリル酸エチル）を含む。いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、４０％以下の水含有量を伴うポリマーゲルである。
いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、（メタ）アクリロイルアミノアルキレン酸モノマーまたはその塩のポリマーを含む。ある実施形態では、（メタ）アクリロイルアミノアルキレン酸モノマーは、アクリロイル－５－アミノペンタン酸、アクリロイル－６－アミノカプロン酸、アクリロイル－７－アミノヘプタン酸、アクリロイル－８－アミノオクタン酸、アクリロイル－９－アミノノナン酸、アクリロイル－１０－アミノデカン酸、アクリロイル－１１－アミノウンデカン酸、アクリロイル－１２－アミノドデカン酸、メタクリロイル－５－アミノペンタン酸、メタクリロイル－６－アミノカプロン酸、メタクリロイル－７－アミノヘプタン酸、メタクリロイル－８－アミノオクタン酸、メタクリロイル－９－アミノノナン酸、メタクリロイル－１０－アミノデカン酸、メタクリロイル－１１－アミノウンデカン酸、メタクリロイル－１２－アミノドデカン酸、それらの塩、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される。
ある実施形態では、腸溶性エラストマは、アクリロイル－６－アミノカプロン酸またはその塩のホモポリマーを含む。いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、アクリロイル－６－アミノカプロン酸またはその塩のコポリマーを含む。ある実施形態では、腸溶性エラストマは、ポリ（メタクリル酸－ｃｏ－アクリル酸エチル）またはその塩を含む。ある場合には、ポリ（メタクリル酸－ｃｏ－アクリル酸エチル）は、約１：１のメタクリル酸モノマー単位とアクリル酸エチルモノマー単位とのモル比を有する。
いくつかの実施形態では、腸溶性エラストマは、配合物である。例えば、ある実施形態では、腸溶性エラストマは、第１の腸溶性ポリマー（例えば、ポリ（アクリロイル－６－アミノカプロン酸））と、第２の腸溶性ポリマー（例えば、ポリ（メタクリル酸－ｃｏ－アクリル酸エチル））とを含む。いくつかのそのような実施形態では、第１の腸溶性ポリマーと第２の腸溶性ポリマーとの重量比は、約１：０から約１：３（例えば、約１：０～約１：３）に及ぶ。
いくつかの実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、治療剤、診断薬、および／または強化剤等の活性物質を事前装填される。他の実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、これがすでに胃腔等の対象の内部の場所に保定された後に治療剤、診断薬、および／または強化剤を装填される。いくつかの実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、長い持続時間にわたって好ましくない生理学的環境（例えば、胃環境）内で治療剤、診断薬、および／または強化剤の安定性を維持するように構成される。さらなる実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、治療剤、診断薬、および／または強化剤の放出を制御するように構成される。いくつかの実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、活性物質の組み合わせを事前装填および／または装填される。例えば、ある実施形態では、滞在構造（例えば、電子コンポーネント）は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上の活性物質を（例えば、電子コンポーネントと関連付けられる１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上のリザーバ内に）備える。
作用物質は、限定ではないが、対象（すなわち、ヒトまたは非ヒト動物）に投与されると、局所および／または全身作用による所望の薬理、免疫原性、および／または生理学的効果を誘発する、任意の合成または自然発生の生物活性化合物または組成物を含むことができる。例えば、本開示は、限定ではないが、疾患または病気の医療または獣医学治療、予防、診断、および／または緩和（例えば、ロスバスタチンのようなスタチン、メロキシカムのような非ステロイド性抗炎症薬、エスシタロプラムのような選択的セロトニン再取り込み阻害薬、クロピドグレルのような血液希釈剤、プレドニゾンのようなステロイド、アリピプラゾールおよびリスペリドンのような抗精神病薬、ブプレノルフィンのような鎮痛薬、ナロキソン、モンテルカスト、およびメマンチンのような拮抗薬、ジゴキシンのような強心配糖体、タムスロシンのようなアルファブロッカ、エゼチミブのようなコレステロール吸収阻害薬、コルヒチンのような代謝物、ロラタジンおよびセチリジンのような抗ヒスタミン薬、ロペラミドのようなオピオイド、オメプラゾールのようなプロトンポンプ阻害薬、エンテカビルのような抗ウイルス剤、ドキシサイクリン、シプロフロキサシン、およびアジスロマイシンのような抗生物質、抗マラリア剤、およびシントロイド／レボチロキシン）、物質乱用治療（例えば、メタドンおよびバレニクリン）、家族計画（例えば、ホルモン不妊法）、性能強化（例えば、カフェインのような興奮剤）、および栄養摂取およびサプリメント（例えば、タンパク質、葉酸、カルシウム、ヨウ素、鉄、亜鉛、チアミン、ナイアシン、ビタミンＣ、ビタミンＤ、および他のビタミンまたはミネラルサプリメント）を含む、治療、診断、および／または強化分野において使用するための、タンパク質、ペプチド、ホルモン、核酸、遺伝子構築物等の分子を含む、薬物、ワクチン、および生物製剤と伝統的に見なされる化合物または化学物質と適合する。
いくつかの実施形態では、活性物質は、炭化タングステンまたは硫酸バリウム等の放射線不透過性物質である。
ある実施形態では、活性物質は、治療剤である。本明細書に使用されるように、用語「治療剤」または「薬物」とも称される用語は、疾患、障害、または他の臨床的に認識される病状を治療するために、または予防目的のために対象に投与される作用物質を指し、疾患、障害、または病状を処理および／または予防するために、対象の身体に臨床的に有意な影響を及ぼす。治療剤は、限定ではないが、米国薬局方（ＵＳＰ）、Ｇｏｏｄｍａｎ ａｎｄ Ｇｉｌｍａｎ’ｓ Ｔｈｅ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂａｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ， １０ｔｈ Ｅｄ．， ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ， ２００１； Ｋａｔｚｕｎｇ， Ｂ． （ｅｄ．） Ｂａｓｉｃ ａｎｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ， ＭｃＧｒａｗ－Ｈｉｌｌ／Ａｐｐｌｅｔｏｎ ＆ Ｌａｎｇｅ； ８ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ （Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２１， ２０００）； Ｐｈｙｓｉｃｉａｎ’ｓ Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ （Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）、および／またはＴｈｅ Ｍｅｒｃｋ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ｔｈｅｒａｐｙ， １７ｔｈ ｅｄ． （１９９９）またはその出版後の１８ｔｈ ｅｄ （２００６）， Ｍａｒｋ Ｈ． Ｂｅｅｒｓ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｅｒｋｏｗ （ｅｄｓ．）， Ｍｅｒｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ、または動物の場合、Ｔｈｅ Ｍｅｒｃｋ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍａｎｕａｌ， ９ｔｈ ｅｄ．， Ｋａｈｎ， Ｃ．Ａ． （ｅｄ．）， Ｍｅｒｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ， ２００５に列挙される作用物質を含む。いくつかの実施形態では、治療剤は、米国食品医薬品局（Ｆ．Ｄ．Ａ．）によって公開される「Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｄｒｕｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｉｔｈ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ」（「Ｏｒａｎｇｅ Ｂｏｏｋ」）から選択されてもよい。ある場合には、治療剤は、適切な政府機関または規制機関によってヒトまたは動物における使用に関して安全かつ効果的とすでに見なされているものである。例えば、ヒトでの使用に関して承認された薬物が、ＦＤＡによって２１ Ｃ．Ｆ．Ｒ． §§ ３３０．５， ３３１－３６１および４４０－４６０（参照することによって本明細書に組み込まれる）に基づいて列挙され、獣医学的使用のための薬物が、ＦＤＡによって２１ Ｃ．Ｆ．Ｒ． §§５００－５８９（参照することによって本明細書に組み込まれる）に基づいて列挙される。全ての列挙される薬物は、本発明による使用のために許容可能であると見なされる。ある実施形態では、治療剤は、小分子である。作用物質の例示的クラスは、限定ではないが、鎮痛薬、抗鎮痛薬、抗炎症薬、解熱剤、抗うつ剤、抗てんかん薬、統合失調症治療薬、神経保護薬、抗癌剤等の抗増殖薬（例えば、パクリタキセルおよびドセタキセル等のタキサン、シスプラチン、ドキソルビシン、メトトレキサート等）、抗ヒスタミン薬、抗片頭痛薬、ホルモン、プロスタグランジン、抗菌薬（抗生物質、抗真菌薬、抗ウイルス薬、抗寄生虫薬を含む）、抗ムスカリン薬、抗不安薬、静菌剤、免疫抑制剤、鎮静剤、催眠薬、抗精神病薬、気管支拡張剤、抗喘息薬、心血管治療薬、麻酔剤、抗凝血剤、酵素阻害剤、ステロイド剤、ステロイド系または非ステロイド系抗炎症剤、コルチコステロイド、ドーパミン作動薬、電解質、胃腸薬、筋弛緩薬、栄養剤、ビタミン、副交感神経刺激薬、刺激剤、食欲低下薬、および抗催眠剤を含む。栄養補助食品もまた、組み込まれることができる。これらは、ビタミン、カルシウムまたはビオチン等のサプリメント、または植物抽出物または植物ホルモン等の天然成分であってもよい。
いくつかの実施形態では、治療剤は、１つ以上の抗マラリア薬である。例示的抗マラリア薬は、キニーネ、ルメファントリン、クロロキン、アモジアキン、ピリメタミン、プログアニル、クロルプログアニルダプソン、スルファドキシンおよびスルファメトキシピリダジン等のスルホンアミド、メフロキン、アトバクオン、プリマキン、ハロファントリン、ドキシサイクリン、クリンダマイシン、アルテミシニン、およびアルテミシニン誘導体を含む。いくつかの実施形態では、抗マラリア薬は、アルテミシニンまたはその誘導体である。例示的アルテミシニン誘導体は、アルテメテル、ジヒドロアルテミシニン、アルテテル、およびアルテスナートを含む。ある実施形態では、アルテミシニン誘導体は、アルテスナートである。
別の実施形態では、治療剤は、免疫抑制剤である。例示的免疫抑制剤は、グルココルチコイド、細胞分裂阻害薬（アルキル化剤、代謝拮抗剤、および細胞障害抗体等）、抗体（Ｔ細胞受容体またはＩｌ－２受容体に対して指向されるもの等）、イムノフィリンに作用する薬物（シクロスポリン、タクロリムス、およびシロリムス等）、および他の薬物（インターフェロン、オピオイド、ＴＮＦ結合タンパク質、ミコフェノール酸、およびフィンゴリモド等の他の小分子等）を含む。
さらなる実施形態では、活性物質は、薬物溶出ステントにおける再狭窄を防止するために使用される。例示的作用物質は、シロリムス（ラパマイシン）、エベロリムス、ゾタロリムス、ビオリムスＡ９、シクロスポリン、トラニラスト、パクリタキセル、およびドセタキセルを含む。
さらなる実施形態では、活性物質は、抗菌剤である。例示的抗菌薬は、アミノグリコシド、セファロスポリン、クロラムフェニコール、クリンダマイシン、エリスロマイシン、フルオロキノロン、フィダキソマイシンおよびリファキシミン等のリファマイシンを含むマクロライド、アゾリド、メトロニダゾール、ペニシリン、テトラサイクリン、トリメトプリム－スルファメトキサゾール、リネゾリド等のオキサゾリジノン、およびバンコマイシン等の糖ペプチド等の抗生物質を含む。他の抗菌剤は、ナイスタチン、アンフォテリシン、カンジシジン、およびナタマイシン等の抗真菌ポリエン、抗真菌アゾール、アリルアミン抗真菌薬、およびミカファンギン、カスポファンギン、およびアニデュラファンギン等のエキノカンディンを含む。
いくつかの実施形態では、治療剤は、約２，５００ダルトン未満、約２，０００ダルトン未満、約１，５００ダルトン未満、約１，０００ダルトン未満、約７５０ダルトン未満、約５００ダルトン未満、約４００ダルトン未満の分子量を有する小分子薬物である。ある場合には、治療剤は、２００ダルトン～４００ダルトン、４００ダルトン～１，０００ダルトン、または５００ダルトン～２，５００ダルトンの分子量を有する小分子薬物である。
いくつかの実施形態では、活性物質の０．０５ｖｏｌ％～９９ｖｏｌ％が、２４時間～１年で放出される。いくつかの実施形態では、活性物質の約０．０５ｖｏｌ％～約９９．０ｖｏｌ％が、ある時間量後に電子コンポーネント（および／または電子コンポーネントと関連付けられる１つ以上のリザーバ）から放出される。いくつかの実施形態では、電子コンポーネント（および／または電子コンポーネントと関連付けられる１つ以上のリザーバ）と関連付けられる活性物質の少なくとも約０．０５ｖｏｌ％、少なくとも約０．１ｖｏｌ％、少なくとも約０．５ｖｏｌ％、少なくとも約１ｖｏｌ％、少なくとも約５ｖｏｌ％、少なくとも約１０ｖｏｌ％、少なくとも約２０ｖｏｌ％、少なくとも約５０ｖｏｌ％、少なくとも約７５ｖｏｌ％、少なくとも約９０ｖｏｌ％、少なくとも約９５ｖｏｌ％、または少なくとも約９８ｖｏｌ％が、約２４時間後、約３２時間後、約７２時間後、約９６時間後、または約１９２時間後にコンポーネントから放出される。ある実施形態では、ポリマーコンポーネントと関連付けられる活性物質の少なくとも約０．０５ｖｏｌ％、少なくとも約０．１ｖｏｌ％、少なくとも約０．５ｖｏｌ％、少なくとも約１ｖｏｌ％、少なくとも約５ｖｏｌ％、少なくとも約１０ｖｏｌ％、少なくとも約２０ｖｏｌ％、少なくとも約５０ｖｏｌ％、少なくとも約７５ｖｏｌ％、少なくとも約９０ｖｏｌ％、少なくとも約９５ｖｏｌ％、または少なくとも約９８ｖｏｌ％が、約１日後、約５日後、約３０日後、約６０日後、約１２０日後、または約３６５日後にコンポーネントから放出される。例えば、ある場合には、電子コンポーネントと関連付けられる活性物質の少なくとも約９０ｖｏｌ％が、約１２０日後にコンポーネントから放出される。
いくつかの実施形態では、活性物質は、放出（例えば、内部開口部等の対象の内部の所望の場所における活性物質の放出）の最初の２４時間によって決定されるような特定の初期平均速度において電子コンポーネント（および／または電子コンポーネントと関連付けられる１つ以上のリザーバ）から放出される。ある実施形態では、活性物質は、放出の最初の２４時間後に２４時間周期にわたる初期平均速度の少なくとも約１％、少なくとも約２％、少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、または少なくとも約９８％の平均速度において放出される。いくつかの実施形態では、活性物質は、放出の最初の２４時間後に２４時間周期にわたる初期平均速度の約９９％未満、またはそれに等しい、約９８％未満、またはそれに等しい、約９５％未満、またはそれに等しい、約９０％未満、またはそれに等しい、約８０％未満、またはそれに等しい、約７５％未満、またはそれに等しい、約５０％未満、またはそれに等しい、約％４０未満、またはそれに等しい、約３０％未満、またはそれに等しい、約２０％未満、またはそれに等しい、約１０％未満、またはそれに等しい、約５％未満、またはそれに等しい、または約２％未満、またはそれに等しい平均速度において放出される。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１％～約９９％、約１％～約９８％、約２％～約９５％、約１０％～約３０％、約２０％～約５０％、約３０％～約８０％、約５０％～約９９％）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
活性物質は、初期放出後の４８時間～約１年（例えば、４８時間～１週間、３日～１カ月、１週間～１カ月、１カ月～６カ月、３カ月から１年、６カ月～２年）、初期平均放出速度（放出の最初の２４時間周期の間に測定される）の約１％～約９９％の２４時間周期にわたる平均速度において放出されてもよい。
例えば、ある場合には、活性物質は、放出の２日目、放出の３日目、放出の４日目、放出の５日目、放出の６日目、および／または放出の７日目に初期速度の約１％～約９９％の速度において放出されてもよい。
ある実施形態では、活性物質は、パルス放出として放出されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、活性物質は、放出の１日目、および３日目、４日目、または５日目の間に開始する等、別の２４時間周期で放出されるが、隔日に放出されない場合がある。当業者は、他の日および／またはパルス化および放出の組み合わせもまた可能性として考えられることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、活性物質は、バースト放出において放出される。
活性物質は、少なくとも約２４時間の時間周期にわたって比較的に一定の平均速度（例えば、実質的にゼロ次平均放出速度）において放出されてもよい。ある実施形態では、活性物質は、少なくとも約２４時間の時間周期の一次放出速度（例えば、活性物質の放出の速度は、概して、活性物質の濃度に比例する）において放出される。
いくつかの実施形態では、本デバイスの中に装填される活性物質の少なくとも一部は、滞在時間周期にわたって連続的に（例えば、様々な速度において）放出される。滞在時間周期は、下記により詳細に説明される。
上記に説明されるように、いくつかの実施形態では、電子コンポーネント、アーム、および／または第２のコンポーネント（例えば、弾性コア）は、結合される。当業者は、結合されるという用語が、概して、２つ以上のコンポーネントを接続する物理的連結を指すことを理解するであろう。いくつかの実施形態では、電子コンポーネントおよび第２のコンポーネントは、接着剤を介して、化学的相互作用によって、および／または相互貫入（例えば、絡み合った）ポリマー鎖によって結合されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、電子コンポーネントの少なくとも一部および第２のポリマーコンポーネントの少なくとも一部は、イオン結合、共有結合、水素結合、ファンデルワールス相互作用、および同等物等の結合を介して結合される。共有結合は、例えば、炭素－炭素、炭素－酸素、酸素－ケイ素、硫黄－硫黄、リン－窒素、炭素－窒素、金属－酸素、または他の共有結合であってもよい。水素結合は、例えば、ヒドロキシル、アミン、カルボキシル、チオール、および／または類似する官能基の間であってもよい。
ある実施形態では、電子コンポーネントおよび第２のコンポーネントは、接着剤（例えば、生体適合性接着剤）を介して結合される。好適な接着剤の非限定的実施例は、生体適合性ポリウレタンおよび電気活性接着剤を含む。
いくつかの実施形態によると、滞在構造は、胃腸管を通過することが可能な１つ以上の形態に分解、溶解、および／または解離するように構成される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、制御された、および／または調整可能な分解のために設計される１つ以上の連結器を備える。いくつかの実施形態によると、１つ以上の連結器は、滞在構造に取り付けられる、および／またはその中に組み込まれ、モジュール方式で、治療剤、診断薬、および／または強化剤を送達する機能を、分解を制御（例えば、トリガ）および／または調整する機能から分離する。
ある実施形態では、第２のコンポーネント（例えば、弾性コア）および１つ以上のアームは、連結器を介してともに結合される。
滞在構造は、１つ以上、２つ以上、または３つ以上のタイプの連結器を備えてもよい。例えば、例証的実施形態では、滞在構造は、第１の平均分解速度における分解が可能な第１の連結器と、第２の平均分解速度における分解が可能な第２の連結器とを備える。ある実施形態では、連結器分解は、ｐＨ依存性である。別の例証的実施形態では、滞在構造は、生理学的条件の第１のセット下で（例えば、胃内等の酸性ｐＨにおいて）分解が可能な第１の連結器と、生理学的条件の第１のセットと異なる生理学的条件の第２のセット下で（例えば、腸内等の比較的に中性のｐＨにおいて）分解が可能な第２の連結器とを備える。いくつかの実施形態では、第２の連結器は、条件の第２のセット下で実質的な分解が可能ではない。例えば、ある場合には、第２の連結器は、第１の生理学的条件において（例えば、胃内等の酸性ｐＨにおいて）実質的に分解可能ではなく、生理学的条件の第１のセットと異なる第２の生理学的条件において分解が可能である。
生理学的条件という用語は、概して、（例えば、実験室条件とは対照的に）有機体または細胞系において起こり得る外部または内部環境の条件のセットを指す。例えば、ある場合には、生理学的条件は、約２０℃～約４０℃（例えば、約３５℃～約３８℃）の温度および／または約１ａｔｍの大気圧に及ぶ。ある実施形態では、生理学的条件は、胃、腸、膀胱、肺、および／または心臓等の内蔵のものである。
連結器は、連結器が、特定の滞在時間周期後に、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／またはコンポーネントのうちの少なくとも１つ（例えば、電子コンポーネント、第２のコンポーネント、アーム）から機械的に分離するように選択されてもよい。
例示的実施形態では、１つ以上の連結器は、例えば、滞在時間周期にわたる活性物質の送達後（例えば、約２４時間後、約４８時間後、約１週間後、約１カ月後）の滞在構造の分解および対象の下部腸管を通した安全な通過を媒介するように選択される。胃腔等の開口部からの退出は、開口部を通した（または幽門を通した）通過に抵抗する能力が、設計された連結器破壊を通した本デバイスの破断を通して損なわれるように、連結器の機械的性質の変化を通して（例えば、生分解を介して）達成されてもよい。
いくつかのスクリーニング試験が、限定ではないが、１つ以上のコンポーネントの少なくとも表面と界面接触する（例えば、結合する）能力、カプセル化に耐えるために十分な機械的強度、および胃環境等の生理学的環境内に存在する圧縮力を受けるために十分な機械的強度を含む、連結器として使用するために好適な材料を決定するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、連結器は、少なくとも約２４時間、少なくとも約４８時間、少なくとも約１週間、少なくとも約１カ月、または少なくとも約１年の時間周期（例えば、滞在時間周期）にわたって胃環境等の生理学的環境内で安定する。
ある実施形態では、連結器は、（例えば、十二指腸内のもの等の）比較的に中性のｐＨ生理学的条件下で、連結器が、該中性ｐＨ生理学的条件下で、約９６時間未満、またはそれに等しい、約４８時間未満、またはそれに等しい、または約２４時間未満、またはそれに等しい時間後、約２Ｎ未満、またはそれに等しい引張力によって機械的に破断（すなわち、機械的破壊）され得るような材料を含む。いくつかの実施形態では、機械的破壊は、連結器と１つ以上のポリマーコンポーネントとの間の界面においてではなく、連結器材料自体の中で起こる。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、１つ以上の構成を備える。例えば、ある実施形態では、滞在構造は、定義された形状、サイズ、配向、および／または体積等の特定の構成を有する。滞在構造は、任意の好適な構成を備えてもよい。いくつかの実施形態では、滞在構造は、滞在構造の断面積によって定義されるような特定の形状を有する。好適な断面形状の非限定的実施例は、正方形、円形、長円形、多角形（例えば、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十二角形、または同等物）、管、リング、星形または星様（例えば、３アーム付き星形、４アーム付き星形、５アーム付き星形、６アーム付き星形、７アーム付き星形、８アーム付き星形）、または同等物を含む。当業者は、用途（例えば、胃滞留滞在構造のための星様形状）に応じて、かつ本明細書の教示に基づいて、好適な形状を選択することが可能であろう。
滞在構造は、ある場合には、滞在構造が、元々の構成と異なる新しい構成を取得するように、修正（例えば、変形）され得る元々の構成を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、滞在構造は、第１の構成と、第１の構成と異なる第２の構成とを有する。
ある実施形態では、滞在構造の構成は、最大断面寸法によって特徴付けられてもよい。いくつかの実施形態では、第１の構成の最大断面寸法は、第２の構成の最大断面寸法の少なくとも約１０％未満、少なくとも約２０％未満、少なくとも約４０％未満、少なくとも約６０％未満、または少なくとも約８０％未満であってもよい。ある実施形態では、第２の構成の最大断面寸法は、第１の構成の最大断面寸法の少なくとも約１０％未満、少なくとも約２０％未満、少なくとも約４０％未満、少なくとも約６０％未満、または少なくとも約８０％未満であってもよい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１０％～約８０％、約１０％～約４０％、約２０％～約６０％、約４０％～約８０％）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
いくつかの実施形態では、滞在構造の構成は、滞在構造の凸多面体体積によって特徴付けられてもよい。凸多面体体積という用語は、当技術分野で公知であり、概して、表面が特定の体積を定義するように３Ｄ物体の周辺によって定義される表面のセットを指す。いくつかの実施形態では、第１の構成の凸多面体体積は、第２の構成の凸多面体体積の少なくとも約１０％未満、少なくとも約２０％未満、少なくとも約４０％未満、少なくとも約６０％未満、または少なくとも約８０％未満であってもよい。ある実施形態では、第２の構成の凸多面体体積は、第１の構成の凸多面体体積の少なくとも約１０％未満、少なくとも約２０％未満、少なくとも約４０％未満、少なくとも約６０％未満、または少なくとも約８０％未満であってもよい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約１０％～約８０％、約１０％～約４０％、約２０％～約６０％、約４０％～約８０％）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
当業者は、第１の構成と第２の構成との間の差異が（例えば、溶媒の存在下の）滞在構造の膨張または収縮を指さず、代わりに、（例えば、熱等の刺激の存在下の）滞在構造の少なくとも一部の形状および／または配向の変化を指すが、ある程度の膨張または収縮が２つの構成の間で起こり得ることを理解するであろう。
いくつかの実施形態では、第１の構成は、滞在構造が対象の内部の場所に保定されるように構築および配列され、第２の構成は、滞在構造が（例えば、カプセル内での滞在構造の経口送達のために）カプセル化され得るように構築および配列される。ある場合には、第１の構成は、滞在構造が対象の内部の場所に保定されるように十分に大きく、第２の構成は、滞在構造が対象への経口送達のために好適な特定のサイズのカプセル内に嵌合し得るように十分に小さい。
ある実施形態では、滞在構造は、第１の構成において重合、印刷（例えば、３Ｄ印刷）、および／または鋳造され、滞在構造が第２の構成を取得するように機械的に変形され、カプセル内に設置されてもよい。滞在構造は、例えば、滞在構造の屈曲、捩り、折畳、成形（例えば、材料を新しい形状を有する金型の中に圧入する）、拡張（例えば、引張力を材料に印加する）、圧縮、および／または皺付けを含む、任意の好適な方法を使用して機械的に変形されてもよい。滞在構造は、任意の好適な持続時間にわたって第２の構成を維持してもよい。有利なこととして、本明細書に説明される滞在構造は、滞在構造が、１つ以上のコンポーネントおよび／または１つ以上の連結器の機械的性質の有意な劣化を伴わずに長い時間周期にわたって保管され得るように、第１および／または第２の構成において比較的に安定し得る。いくつかの実施形態では、滞在構造は、少なくとも約１日、少なくとも約３日、少なくとも約７日、少なくとも約２週間、少なくとも約１カ月、少なくとも約２カ月、少なくとも約６カ月、少なくとも約１年、または少なくとも約２年にわたって周囲条件（例えば、室温、大気圧、および相対湿度）および／または生理学的条件（例えば、生理学的流体中で３７℃または約３７℃）下で安定し得る。ある実施形態では、滞在構造は、約３年未満、またはそれに等しい、約２年未満、またはそれに等しい、約１年未満、またはそれに等しい、約１カ月未満、またはそれに等しい、約１週間未満、またはそれに等しい、または約３日未満、またはそれに等しい貯蔵寿命を有する。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約２４時間～約３年、約１週間～１年、約１年～３年）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。
いくつかの実施形態では、第２の構成における滞在構造は、滞在構造が第１の構成に戻るように反跳し得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２の構成における滞在構造は、カプセル内に含有され、対象に経口的に送達される。いくつかのそのような実施形態では、滞在構造は、胃まで進行し得、カプセルは、滞在構造を放出し得、それに応じて、滞在構造は、第１の構成を取得する。
本明細書に説明されるように、いくつかの実施形態では、滞在構造は、滞在構造が機械的に変形された後に実質的に反跳するであろうように、特定の機械的性質を伴う１つ以上のコンポーネント（例えば、弾性コア）を備えてもよい。滞在構造は、ある場合には、折畳力によって特徴付けられてもよい。折畳力という用語は、概して、（例えば、幽門等の）約２ｃｍ未満の断面積を有する空洞の中に滞在構造を圧縮するために要求される力を指す。いくつかの実施形態では、滞在構造の折畳力は、少なくとも約０．２Ｎ、少なくとも約０．５Ｎ、少なくとも約０．７Ｎ、少なくとも約１Ｎ、少なくとも約１．５Ｎ、少なくとも約２Ｎ、少なくとも約２．５Ｎ、または少なくとも約３Ｎである。ある実施形態では、滞在構造の折畳力は、約５Ｎ未満、またはそれに等しい、約３Ｎ未満、またはそれに等しい、約２．５Ｎ未満、またはそれに等しい、約２Ｎ未満、またはそれに等しい、約１．５Ｎ未満、またはそれに等しい、約１Ｎ未満、またはそれに等しい、約０．７Ｎ未満、またはそれに等しい、または約０．５Ｎ未満、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約０．２Ｎ～約３Ｎ、約０．２Ｎ～約２．５Ｎ、約０．５Ｎ～約１．５Ｎ、約１Ｎ～約３Ｎ）。他の範囲もまた、可能性として考えられる。折畳力は、例えば、２０ｃｍ上側直径および２ｃｍ下側直径を有する漏斗内に滞在構造を設置し（例えば、幽門括約筋をシミュレートし）、２ｃｍ下側直径を通して滞在構造を移動させるために要求された力を測定することによって決定されてもよい。プランジャが、引張荷重機械の張力クロスヘッドに取り付けられ、漏斗がクランプに取り付けられ、滞在構造が、例えば、１０ｍｍ／分の速度において漏斗を通して押動され得、これは、力および変位を測定する。折畳力は、概して、滞在構造が折畳し、２ｃｍ下側直径管に進入する力を測定することによって決定される。
ある実施形態では、第１の構成における滞在構造は、最小非圧縮断面寸法を有する。最小非圧縮断面寸法は、概して、滞在構造が、生理学的圧縮力（例えば、消化管内のもの等）下でも比較的に長い時間周期（例えば、少なくとも約２４時間）にわたって対象の内部の場所に保定されるように選択される。
いくつかの実施形態では、第１の構成の最小非圧縮断面寸法は、少なくとも約２ｃｍ、少なくとも約４ｃｍ、少なくとも約５ｃｍ、または少なくとも約１０ｃｍである。ある実施形態では、第１の構成の最小非圧縮断面寸法は、約１５ｃｍ未満、またはそれに等しい、約１０ｃｍ未満、またはそれに等しい、約５ｃｍ未満、またはそれに等しい、または約４ｃｍ未満、またはそれに等しい。上記に言及される範囲の組み合わせもまた、可能性として考えられる（例えば、約２ｃｍ～約１５ｃｍ）。当業者は、滞在構造が保定されるように、対象の具体的開口部に関して、本明細書の教示に基づいて滞在構造のための好適な最小非圧縮断面寸法を選択することが可能であろう。
本明細書に説明されるように、いくつかの実施形態では、滞在構造の１つ以上のコンポーネントは、特定の形状、サイズ、および／または体積を有するように鋳造、成形、３Ｄ印刷、および／または切断されてもよい。
例示的実施形態では、胃滞在等の滞在（例えば、対象の内部の特定の場所における開口部内に保定されること）が可能な形状は、複数の突出部（すなわち、アーム）を有する３次元構造を備える。いくつかの実施形態では、突出部を伴う構造は、弾性（非塑性）変形が可能な可撓性材料を含む。突出部自体は、コアへの可撓性接続を伴う可撓性または剛性であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の制御された分解連結器（例えば、腸溶性エラストマ）が、例えば、１つ以上の突出部に沿って、好ましくは、コアへの接続またはその近傍において、構造に取り付けられる、および／またはその中に組み込まれる。いくつかの実施形態では、各突出部は、非カプセル化最終形態が可溶性容器長さのほぼ２倍に等しい直径を有するように、可溶性容器の長さをわずかに下回るものに等しい長さを有する。いくつかの実施形態では、突出部は、それぞれ、（滞在構造が、少なくとも約２ｃｍの最小非圧縮断面寸法を有するように）約０．５ｃｍ～約２．５ｃｍの長さを有する。
ある実施形態では、突出部は、いくつかの（Ｎ）半径方向スポークまたはペタルが中心連結コアから突出する、生体模倣の花芽設計に基づいて配列される。いくつかの実施形態では、これらの半径方向突出部は、それぞれ、約３６０°／Ｎの内部セクタ角度を有し、Ｎは、半径方向突出部の合計数である。ある場合には、これは、カプセル化構造の充塞体積を最大限にし、したがって、薬物搬送能力を最大限にする。いくつかの実施形態では、突出部は、本明細書に説明されるように、圧縮への抵抗および胃滞在の持続時間を増加させるために、比較的に高い弾性率を伴う材料から形成される。
いくつかの実施形態によると、胃滞在等の滞在（例えば、対象の内部の特定の場所における開口部内に保定されること）が可能な形状は、例えば、平坦面上に突出されるとき、３、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、または２０個の辺を伴う多角形輪郭を形成する３次元構造を備える。いくつかの実施形態では、各辺は、可溶性容器の長さをわずかに下回るものに等しい長さを有する。いくつかの実施形態では、構造は、構造がその頂点において屈曲し、可溶性容器の中に充塞することが可能であるように、弾性（非塑性）変形が可能な可撓性材料を含む。低弾性率を伴い、低クリープ変形および／または良好な反跳を伴い、大きい弾性変形が可能な材料が、安定した充塞を促進するために頂点において使用されてもよい。いくつかの実施形態では、個々の辺は、それぞれ、最大充塞を取得するために、約３６０°／Ｎの内部セクタ角度を有し、Ｎは、辺の合計数である。
本明細書に説明されるように、いくつかの実施形態では、滞在構造は、対象への経口投与および／またはそれによる摂取と適合する形状および／またはサイズを採用するように構成される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、安定したカプセル化形態の中に折畳および／または充塞するための能力を伴う形状を有する。例えば、いくつかの実施形態では、滞在構造は、カプセルまたは他の可溶性容器（例えば、含有構造）を最大限に充塞および充填するように設計される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、カプセルまたは他の可溶性容器の中に最大限に充填および／または充塞する形状を有する。
いくつかの実施形態では、本システムは、滞在構造と、含有構造とを備える。用途に基づいて、カプセルは、限定ではないが、０００、００、０、１、２、３、４、および５、およびより大きい獣医学的カプセルＳｕ０７、７、１０、１２ｅｌ、１１、１２、１３、１１０ｍｌ、９０ｍｌ、および３６ｍｌを含む、特定の仕様または標準サイズに製造されてもよい。いくつかの実施形態では、滞在構造は、コーティングされた、またはコーティングされていないカプセル内に提供されてもよい。カプセル材料は、硬質または軟質のいずれかでもよく、当業者によって理解されるであろうように、典型的には、ゼラチン、デンプン、またはセルロース材料等の味のない容易に投与される水溶性化合物を含む。
他の実施形態では、滞在構造は、バンドまたは外科手術用糸等の可溶性保定要素によって充塞形状において保定される。いくつかの実施形態では、滞在構造は、高弾性率および低弾性率を伴う材料の最適な組み合わせを含み、滞在構造に、いったん可溶性容器および／または可溶性保定要素が除去されると、その形状および／またはサイズを改変する能力を与える。
いくつかの実施形態では、滞在構造は、２０１７年１１月２８日に出願された、米国仮出願第６２／５９１，５５６号（その内容が、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される、１つ以上の特徴を備える。
別様に定義または示されない限り、例えば、１つ以上の物品、組成物、構造、材料、および／またはそれらのサブコンポーネント、および／またはそれらの組み合わせ、および／またはそのような用語による特徴付けに適した上記に列挙されない任意の他の有形または無形要素の、またはそれらの間の形状、配向、整合、および／または幾何学的関係に関連する本明細書に使用されるようないかなる用語も、そのような用語の数学的定義への絶対的一致を要求しないように理解されるものとし、むしろ、そのような主題に最も密接に関連する当業者によって理解されるであろうように特徴付けられる主題に関して可能な範囲でのそのような用語の数学的定義への一致を示すように理解されるものとする。形状、配向、および／または幾何学的関係に関連するそのような用語の実施例は、限定ではないが、丸形、正方形、円形の／円形、長方形の／長方形、三角形の／三角形、円筒形の／円筒形、楕円形の／楕円形、（ｎ）多角形の／（ｎ）多角形等の形状、垂直、直交、平行、縦、水平、共線等の角度配向、平面／平面の、共平面、半球状、半半球状、線／線形、双曲線、放物線、平坦、曲線、直線、弓形、正弦、接線／接線の等の輪郭および／または軌跡、平滑、反射、透明、クリア、不透明、剛性、不透過性、均一（均一に）、不活性、非湿潤性、不溶性、定常、不変、一定、均質等の表面および／またはバルク材料性質および／または空間／時間分解能および／または分布、および当業者に明白であろう多くのその他を説明する用語を含む。一実施例として、「正方形」であるとして本明細書に説明されるであろう加工された物品は、そのような物品が、完全に平面または線形であり、厳密に９０度の角度で交差する面または辺を有することを要求せず（実際には、そのような物品は、数学的抽象概念としてのみ存在することができる）、むしろ、そのような物品の形状は、当業者によって理解されるであろうように、または具体的に説明されるように、列挙される加工技法に関して典型的に達成可能であり、達成される範囲で、数学的に定義されるような「正方形」に近似するものとして解釈されるべきである。
（実施例）
以下の実施例は、本発明のある実施形態を例証することを意図し、本発明の全範囲を例示しない。
人体の中への生物医学的電子機器の長期の埋込は、概して、高度な診断および療法機能性を可能にする。しかしながら、殆どの長期滞在電子機器デバイスは、埋込のための侵襲性手技および通信のための特殊化受信機を要求する。ここでは、胃環境によって提供される解剖学的空間を活用し、人体内でのそのようなデバイスの経口送達されたプラットフォームの滞在を可能にする、胃滞在電子（ＧＲＥ）システム（すなわち、電子コンポーネントを備える滞在構造）が、提示される。ＧＲＥは、広く採用される無線プロトコルであるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を通して、ポータブル消費者用パーソナル電子機器と直接インターフェースをとることが可能である。従来の摂取可能電子機器を用いて達成される受動的な１日を通して続く胃滞在と対照的に、多材料プロトタイプの進歩は、ブタモデルでの研究によって証明されるように、ＧＲＥが、例えば、３６日にわたって好ましくない胃環境内に滞在し、例えば、約１５日にわたって無線電子機器通信を維持することを可能にする。実際には、再構成可能胃滞在構造、薬物放出モジュール、および無線電子機器の相乗的統合は、最終的に、次世代遠隔診断および自動化療法方略を可能にし得る。
電子機器の人体との統合は、新規の個人化診断および治療方略に対して有意な影響を及ぼす潜在性を有する。例えば、ウェアラブル電子機器の作成は、心拍数、呼吸数、酸素飽和度、血圧、およびグルコースレベル等の生理学的パラメータを測定するための身体とデジタルデバイスのリアルタイムインターフェースを可能にしている。埋込可能電子機器は、心臓、胃腸管、および脳を含むいくつかの器官の電気刺激、および心臓および胃腸を含む生理学的パラメータの監視を含む能力の幅広いセットを可能にしている。さらに、外部から制御可能なマイクロチップの形態における薬物放出を可能にするシステムおよびポンプシステムを含む、いくつかの技術が、種々の開発段階にある。全てのこれらのシステムは、概して、針ベースのアクセスから外科手術埋込に及ぶ範囲の有意な介入を要求する。さらに、長期的に外科手術的に設置される医療インプラントは、異物免疫応答の惹起と関連付けられる。加えて、埋込されたデバイスは、即時の手術介入を要求し得る、感染症の病巣としての役割を果たし得る。
経口送達は、依然として薬物送達のための望ましいルートであり、直感的であり、魅力的であるが、長期滞在電子機器を一時的に埋め込むには比較的に未開拓の方法である。経口送達は、胃腸管内で利用可能な有意な空間および免疫寛容環境を活用し、より侵襲性のデバイス設置の必要性を回避することができる。本方法は、一意の設計、材料の最適化されたセット、およびマクロ構造を制御する能力と相まって、多くの場合、外科手術埋込と関連付けられる潜在的健康リスクを予防し得る。胃は、概して、有意な膨満を伴わずに約１．５リットルの保持容積を伴う身体内の免疫特権部位を表す。胃は、大量の食物を消化するように進化した器官であり、したがって、これは、異物に対して比較的に高い耐性を有する。滞在物に対する胃の耐性の病態生理学的実施例が、ベゾアールの形態において数世紀にわたって記録されている。これらの集合体は、多くの物質から形成され、概して、それらが約５０ｇを超える質量に到達すると、胃腸出口閉塞症状として現れ得る。長期（＞１週間）のより大きいデバイスが、肥満介入のために胃に正常に適用されている。摂取可能な形式における胃滞在システムが、前臨床および臨床開発の種々の段階にあり、長期の時間周期にわたって広範囲の材料、さらには薬物を持続させるために、本環境の能力を支援する薬物送達のために適用されている。
摂取を通した電子機器の送達は、１９５７年以来探求されている刺激的な概念である。摂取可能物の最近の開発は、温度、ｐＨ、圧力、または生体分子センサ、無線識別マイクロチップ、ガスセンサ、無線撮像および内視鏡検査のためのカメラ、または薬物送達モジュールを組み込む、無数の機能性に注目している。それにもかかわらず、これらの摂取可能電子機器は、胃内での安定した長い滞在を維持することができない。現在までの殆どの実証は、１週間未満の周期での受動的な制御されない胃移行に限定され、これは、一時的な診断および療法方略への摂取可能バイオエレクトロニクスの潜在的用途を限定している。
本明細書に説明される無線胃滞在電子（ＧＲＥ）デバイス（すなわち、電子滞在構造）の設計および製造は、最大３６日（およびそれを含む）にわたるブタ胃内の生体内胃滞在を達成し、最大１５．３日（およびそれを含む）にわたる生体内無線通信を維持し得る。制御放出薬物製剤（抗菌剤およびホルモン剤）が、合成され、薬物送達モジュール内に共同統合され、薬物の同時制御放出を可能にすることができる。胃滞在アーキテクチャのカスタマイズされた多材料３Ｄ印刷が、図２Ａに示されるように、無線電子機器、変形可能多材料構造、および薬物送達リザーバのシームレスな統合を可能にする。ＧＲＥは、胃の中に経口的に送達され（１）胃内に滞在し、（２）幽門を通過し、（３）身体から排泄されるように設計される。本デバイスは、図２Ｃに説明されるように、口腔管を介した送達のために摂取可能な投薬形態に折畳されることができる。胃への到達に応じて、本システムは、幽門（１．９ｃｍの測定された最大直径）よりも大きい有効直径を伴う幾何学形状に拡張し、図２Ｄに示されるような胃空間内での本デバイスの滞在を可能にする。これは、中心可撓性要素の機械的性質（図６参照）と相まって、胃滞在を可能にし、パーソナルデバイスとの長期の遠隔通信を可能にする。
最終的に、本デバイスの受動的崩壊または潜在的にトリガされる崩壊は、図２Ｅに図示されるような胃腔からの本デバイスの通過を可能にする。胃電子機器の拡張された滞在性質は、潜在的に、次世代のデジタル診断および治療方略を実現することに役立つことができる。例えば、図２Ｆに説明されるように、ＧＲＥは、スマートフォン等のパーソナル電子機器と互換性があり、ユーザおよび医療提供者が、特殊化機器を伴わずにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を通してＧＲＥと直接通信し、それを制御することを可能にすることができる。本互換性はまた、他の無線電子機器周辺機器、ウェアラブルデバイス、および生物医学的インプラントとのシームレスな相互接続を可能にし、リアルタイムのフィードバックベースの自動化治療または応答性の薬物治療を促進する。さらに、図２Ｇに図示されるように、パーソナル電子機器を介したデジタルクラウドとのＧＲＥの相互接続は、最終的に、遠隔健康管理および監視、および臨床研究のための個人化された大規模人口データ収集を可能にし得る。
いくつかの基本的課題が、ＧＲＥを実現する前に克服される必要性があった。第１に、本デバイスは、胃の中へ進入するとすぐに、摂取可能な投薬形態から拡張構成に変形することが可能であり得る。第２に、ＧＲＥは、機械的かつ化学的に好ましくない胃環境内でその胃滞在性質を維持し、サブコンポーネントに分解するようにトリガされ、有害反応の場合に胃腸移行を可能にする能力を有することが可能であり得る。第３に、ＧＲＥは、広く採用される無線通信プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））と互換性があり、パーソナル電子機器デバイスとの長期の（１日を超える）通信を維持することが可能であり得る。実際には、そのようなレベルの統合は、部分的に、成形等の従来の製造方法の設計および統合の多用途性の限界に起因して、従来の摂取可能デバイスを用いて実証されていない。
これらの課題は、概して、多材料付加製造によって可能にされる一意の３次元異種設計によって克服された。具体的には、無線遠隔制御薬物放出モジュールが、設計され、圧縮投薬形態と拡張形態（図２Ｈ）との間で変形し得る２アーム付き胃滞在アーキテクチャと統合された。本デバイスのロバスト性は、動的胃環境での規定された胃滞在を達成するために調整される。本ハイブリッド統合アプローチは、付加製造設計方法論の多用途性を活用し、胃滞在アーキテクチャの、個人化された薬物送達モジュール、無線電子機器、アンテナ、および電力システム等のアクティブモジュールとのシームレスな組み込みを可能にし、長期の生体内通信および薬物送達を達成する。
従来の成功した胃滞在アーキテクチャは、概して、エラストマコンポーネントと堅性コンポーネントとの間に強力な界面強度を維持するために、類似する化学的基礎を伴う合成材料に依拠している。ここでは、そうでなければ、動的に好ましくない胃環境内で脆弱であろう、２つの異なるクラスの材料の間の接着強度を有意に増幅するためのエラストマポリマーおよび堅性ポリマーの層毎の３Ｄ印刷が、選定された。商業的に入手可能な無線電子コンポーネントを適応させるために、３アーム付きベースのシステムが、胃滞在のために開発された。商業的に入手可能な熱可塑性フィラメントに基づく熱溶解積層法（ＦＤＭ）を用いたロバストな変形可能アーキテクチャプロトタイプの自由形状加工が、最初に調査された（図３Ａ参照）。具体的には、例示的胃滞在アーキテクチャが、生体適合性ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＡ）および熱可塑性ポリウレタン（ＮｉｎｊａＴｅｋ ＮｉｎｊａＦｌｅｘ ８５Ａ）を用いて作成される。胃滞在アーキテクチャプロトタイプは、０００サイズカプセルの中に嵌合する最大圧縮厚さを伴って設計される（以降でＧＲＡと称される）。
再構成可能構造（すなわち、ＧＲＡ）は、概して、胃内での摂取可能形態から拡張形態への変形を可能にした。構造は、胃酸中で溶解し得るゼラチンカプセルの中に折畳されることができる。溶解に応じて、これは、幽門の直径よりも大きい有効直径まで拡張し、これは、多層可撓性中心の機械的性質と相まって、胃滞在を可能にする（図６参照）。図３Ｂに示されるように、拡張は、本デバイスの配向に関係なく、シミュレートされた胃液中での完全浸漬に応じて急速であった（５０秒以内）。次に、ＧＲＡは、胃腔の内側の印刷されたデバイスのＸ線可視化を可能にするために、ステンレス鋼撮像プローブ（１ｍｍのビーズ）を埋設された（図３Ａの挿入画像参照）。具体的には、３つの金属フィデューシャルが、潜在的電子機器チップセット（以降、「ヘッド」と称される）の場所を示すために挿入され、２つの金属フィデューシャルが、胃滞在アーキテクチャを支持する２つのより薄い「アーム」（以降、「アーム」と称される）を示すために挿入された。これは、内視鏡検査手技を伴わずに、潜在的電子機器部位（ヘッド）および印刷された多材料プロトタイプの構造完全性を監視することによって、胃滞在周期の測定を可能にした。この場合における胃滞在周期は、「ヘッド」がＸ線で検出される最大時間であった。承認された動物プロトコル下での最大可能Ｘ線周波数の限界に起因して、研究のいくつかにおいて撮像ギャップが存在することが留意された。
対照実験が、胃滞在アーキテクチャを伴わない電子機器「ヘッド」の胃滞在周期の評価を通して実行された。これは、ブタモデルのより緩慢な胃運動性を考慮するための重要な考慮事項である。図３Ｃに示されるように、ＧＲＡを伴わずに達成される最大胃滞在周期は、３日であることに留意されたい。対照的に、ＧＲＡは、胃滞在を有意に延長させた。ＧＲＡは、図３Ｄ（左）に示されるように、胃環境内で２４日後に無傷のままであった。次に、プロトタイプの崩壊が、評価された。４つのサンプルのうちの２つでは、最終的に、胃空間からのＧＲＡの通過を引き起こす、「アーム」のプロトタイプ取外を示す、破壊の画像が、捕捉された。図３Ｄ（中心）に示されるように、ＧＲＡ構造は、２７日目に金属プローブによって示されるように、２つのアームのうちの１つの初期取外を介して崩壊した。３０日目（図３Ｄ右）に、両方のＧＲＡアームが、取り外されており、これは、最終的に、ＧＲＡを３４日以内に胃空間から通過させた。
４つの研究のうちの１つでは、ＧＲＡの早期の通過が、崩壊を伴わずに７日目に観察された。４つのサンプルの破壊機構のうちの１つは、動物プロトコルによって限定される撮像周波数に起因して捕捉されなかった。それにもかかわらず、いかなる臨床的合併症（腸閉塞等）も、実験において観察されず、ＧＲＡが安全に通過されたことを示した。これは、潜在的に、ポリウレタンフォームの閉鎖マクロ構造で観察された従来の臨床的合併症と対照的に、腸閉塞の可能性を低減させるＧＲＡの有窓開放マクロ構造に起因し得る。
最初に、水溶性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ポリマーを共印刷し、続けて、ＰＶＡを熱硬化性エラストマポリマーと置換することによって、熱硬化性ポリマーを組み込むアプローチもまた、実証された。概念証明として、ＰＣＬ－ＰＬＡベースのＧＲＡが、作成され、これは、熱硬化性ポリマーを組み込むための将来の作業の潜在性を実証する（図７参照）。小腸および大腸の中性ｐＨ環境内で溶解し得る、ｐＨ応答性腸溶性エラストマもまた、可能性として考えられる。
加えて、対象がデバイスに対して有害反応を起こす場合に、マクロ構造溶解が要求され得る場合、連結器区画の溶解の外部トリガのプロトタイプモードが、開発された（図８Ａ－８Ｃ参照）。
ＧＲＡを用いて実行される生体内実験に基づいて、寸法が、図２Ｉに示されるように増加された。ＧＲＥのヘッドの最小サイズは、回路基板コンポーネントの統合を伴わずに可能な電子機器チップセット設計の最小サイズを適応させるために、ＧＲＡと比較して大きいことに留意されたい。実際には、電子プロトタイプ基板は、チップセット再パッケージによって容易に小型化されることができる。ＧＲＡを用いたアプローチと同様に、ステンレス鋼フィデューシャルが、電子デバイスにおけるアームの完全性を可視化するために、アーム（アームあたり１～２つ）内に埋設された。電子機器の完全性は、Ｘ線撮像を使用して直接観察された。統合された胃ＧＲＥは、全体的により長い胃滞在周期を呈することが観察され、これは、サイズの増加に起因すると仮定される。ＧＲＥの崩壊は、ＧＲＡのものと類似した。本デバイスの２つのアームは、２４日目および３１日目に取り外され、本デバイスは、４１日以内に胃腸管から通過した。３つのサンプルのうち、達成されたＧＲＥの最大胃滞在周期は、３６日であったことに留意されたい。
ブタモデルを用いた生体内実験は、大型動物モデル内の機械的応力に耐えるプロトタイプの能力を実証する。サンプルの間の胃滞在時間周期の変動は、固有の動物間変動に起因する可能性が高いことに留意されたい。一般に、ＧＲＡおよびＧＲＥの両方は、図３Ｇに示されるように、電子機器と比較して、胃滞在周期の有意な増加を実証する。胃滞在の最大周期は、胃滞在アーキテクチャを伴わない構造に関する３日の最大滞在と比較して、それぞれ、３０日および３６日である。
３アーム付き胃滞在アーキテクチャを用いて１カ月を通して続く滞在を達成する能力は、アクティブモジュールの組み込みを可能にし、これは、胃滞在システムにおいて以前に実証されていない。例えば、図２Ｈに図示されるように、無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線周波数チップセット、アンテナ、バッテリ、および薬物送達モジュールが、ハイブリッド統合アプローチを介して本デバイスに統合されることができる。機能する電子機器は、標準の広く採用される２．４ＧＨｚ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線周波数プロトコルを介して、無線接続を容易に確立することが可能である。信号強度は、図４Ａに示されるように生体内で特性評価され、デバイスは、電力増幅を伴わず（＋０ｄＢＭ）、３０ｃｍにおいて－４５ｄＢＭの平均信号強度を呈した。信号強度は、次いで、図４Ｂの生体内実験に示されるように、本デバイスが胃内に滞在する間に評価された。信号強度の方向性を評価するために、距離が、３つの方向におけるブタの胃の表面に対して測定された。生体内の異なる角度における信号強度の変化は、器官の非対称性質に起因すると予期される。それにもかかわらず、大型動物（３５～５８ｋｇヨークシャーブタ）の胃腔を囲繞する組織および脂肪によって引き起こされる２．４ＧＨｚ伝送周波数における減衰にもかかわらず、付加的ハードウェア強化を伴わない既製のパーソナル電子デバイス（電子機器タブレットおよびスマートフォン）との安定した相互接続を維持する能力が、示された（図４Ｂの挿入画像）。ユーザのデバイスとシームレスに相互接続し、同時に信号強度を腕の長さ以内に制限する（例えば、４５ｃｍにおいて－８０ｄＢＭ～－９０ｄＢＭ）能力が、実証された。限定された接続範囲は、望ましいセキュリティ強化である。ユーザの物理的空間内の無線信号強度の自己隔離は、本デバイスを不要な接続から保護し、付加的セキュリティおよびプライバシー保護のための物理的隔離を提供し得る。ＧＲＥからアドバタイズされたパケットを受信する能力を検証した後、ＧＲＥとの双方向Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を形成する能力を検証するための生体内実験が、次いで、実施された。これは、スマートフォンを用いて、直接接続し、温度測定動作を要求し、ヨークシャーブタの胃内に滞在するＧＲＥから温度感知データを受信することによって実証される。図４Ｃは、室温からブタの深部体温への温度の増加を示す。
ＧＲＥの感知要素との統合は、長期滞在診断プラットフォームの作成を可能にし得る。ブタ内のＧＲＥとの相互接続を確立する能力を検証した後、数週間を通して続く無線機能性を達成するためのデバイス寿命の延長が、次に対処された。例えば、通信プロトコルが、ＧＲＥ通信寿命を延長するために最適化された。目標は、パーソナル電子機器との無線相互接続を確立および維持する本デバイスの能力を損なうことなく、電力消費を削減することによってＧＲＥ寿命を最大限にすることである。図４Ｄの挿入画像に示されるように、最小機能通信周波数を用いた「接続」および「アドバタイズメント」モード下でのＧＲＥの寿命が、比較された。例えば、アドバタイズメント間隔を１０秒に構成することは、生体内条件下で平均で２２．８日のＧＲＥブロードキャスト寿命を可能にした。１０秒を超えるアドバタイズメント間隔のさらなる増加は、安定したＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を確立することの困難をもたらすであろう。逆に、間隔の低減は、デバイス寿命の増加をもたらし得る。実験結果に基づいて、Ａｎｄｒｏｉｄ通信プロトコルが、（１）本デバイスの一意の識別子（メディアアクセス制御アドレス、ＭＡＣアドレス）に基づいて、ＧＲＥのアドバタイズメント信号をシークし、（２）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を確立し、（３）ＧＲＥに温度測定を要求し、（４）温度データを入手し、Ａｎｄｒｏｉｄプラットフォーム内に記憶し、（５）ＧＲＥを接続解除するように設計された。本サイクルは、次いで、規定された測定間隔において繰り返される。これは、ＧＲＥが、必要に応じてのみ接続を確立することを可能にし、次の測定点まで低電力アドバタイズメントモードを再開することによって全体的電力消費を削減する。概念証明として、生体外設定における３つのＧＲＥデバイスに関して測定を２０．１日の平均寿命に延長する能力が、図４Ｄに実証される。通信寿命のわずかな低減が、本デバイスが温度測定を実施するように構成されたときに観察された。これは、図４Ｄの挿入画像に示されるように、接続を確立する際に消費された付加的エネルギーに起因すると予期される。
ＧＲＥアーキテクチャは、薬物送達モジュールの統合を可能にし、電子感知および動作の間の薬物の同時制御放出を可能にする。抗生物質（ドキシサイクリン）の制御放出製剤を統合する能力が、図５Ａに示される。ドキシサイクリンの本持続的放出製剤からの薬物放出が、試験され、これを即時放出および遅延放出錠剤と比較した。シミュレートされた胃液中の即時放出錠剤からの薬物放出は、急速であった。含有量の殆ど全てが、３０分未満で放出された。遅延放出錠剤からの薬物放出は、より長く持続し、薬物の有意な部分（約８０％）が、２４時間以内に放出された。１～２日にわたって胃腸管内に保定される錠剤と対照的に、ＧＲＥは、数週間にわたって胃内に保定される。したがって、ＧＲＥからの薬物放出は、延長されることが意図される。これを達成するために、ドキシサイクリンが、ＰＣＬから作製された疎水性生分解性マトリクス内に装填された。ＰＣＬマトリクスからの薬物放出は、漸進的であった。最初の０．５時間での約１０％の初期バースト後、薬物は、ほぼ一定の速度で放出された。２５ミリグラムの薬物が、１週間にわたって放出された。本投薬量は、臨床的に有効な用量を下回るが、これは、ＧＲＥデバイスを使用する持続的薬物放出のための概念証明としての役割を果たす。
また、薬物送達デバイス加工プロセス全体が、デスクトップ３Ｄ印刷プロセスと適合することに留意されたい。概念証明として、印刷可能レボノルゲストレル放出シリコーンマトリクス［ポリ（ジメチルシロキサン）］（ＰＤＭＳ）が、ＧＲＥ構造の中に３Ｄ印刷された。制御放出製剤の統合により、レボノルゲストレルは、１日あたり平均で１０６μｇが６日の経過時間にわたって放出されることが実証された。図５Ｂは、シミュレートされた胃液中の平均累積的薬物放出プロファイルを示す。図５Ｂの挿入画像は、３Ｄ印刷された薬物ウェルの中への調合された薬物の３Ｄ印刷を示す。ホルモンのそのような長期滞在放出は、長期滞在ホルモン療法プラットフォームとして機能する、または摂取可能な避妊用プラットフォームとして機能し得る。
ＧＲＥの無線コネクティビティは、種々の電気的にアクティブ化されるモジュールを組み込むために活用されることができる。ＧＲＥは、広い範囲の作動原理と適合し、利用可能な電力システムに基づいて設計されることができる。実際には、そのようなプラットフォームは、前述で実証された薬物放出プロファイルの範囲を達成するためにポリマーマトリクスを調整することに加えて、電気的に変調された薬物送達を達成するように設計されることができる。例えば、金の膜を伴うトリガ可能な薬物送達が、達成可能である。
別の実施例では、電気活性接着剤の実装を通した電気的にアクティブ化されるモジュールが、潜在的に、低融解温度ポリマーを導電性ナノ物質とマイクロコンパウンディングすることによって薬物送達を達成するために開発されることができる。（図９Ａ－９Ｃ、および詳細な電気活性接着剤の合成参照）。成形と異なり、３Ｄ印刷は、明確に異なるプログラム可能な放出プロファイルを用いて調合される薬物の共同統合を可能にする。これは、長期滞在薬物送達デバイスのシームレスなデジタル製造方法論を可能にする。そのような急速プロトタイピングアプローチは、医師および薬剤師による地方の医療施設での薬物送達ＧＲＥデバイスの要求に応じたデジタル定義作成を可能にし、次世代の個人化治療方略を可能にし得ることが想定される。
実際には、ＧＲＥは、広く採用されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコルを用いて設計され、他の臨床機器、ウェアラブル、または埋込可能センサと相互接続することができる。電気的に変調される薬物放出およびデバイス相互接続の相乗的統合は、デジタルベースの生物医学的診断および介入を達成する刺激的な手段を提供する。薬物送達モジュールの、身体上、または埋込バイオセンサの進歩との結合は、最終的に、迅速、自動化、または要求に応じた薬物介入がそれらの成長および拡散に先立って日和見感染を排除すること、および閉ループシステムが臨床転帰に対する介入の有効性を最大限にすることに役立ち得る他の用途を可能にし得ることが予測される。
概念証明として、ＧＲＥプラットフォームを介したパーソナル電子機器互換システムを用いて、深部体温測定等の数週間を通して続く生理学的監視が、実証された。これは、前述で説明される３つの核となる進歩を統合することによって達成される。第１に、１カ月にわたって胃空間内に滞在する本デバイスの能力（図３Ａ－３Ｇ）。第２に、商業的に入手可能なパーソナル電子機器と大型動物の胃の内側に滞在するＧＲＥとの間に直接双方向Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信を確立する能力（図４Ｂ－４Ｃ）。第３に、ＧＲＥ無線電子機器を数週間に延長する能力（図４Ｄ）。これらの核となる開発の統合は、最終的に、図５Ｃおよび５Ｄに示されるように、ブタモデルの数週間を通して続く深部温度測定の実証を実現する。記録されるデータギャップは、ブタモデルのケージに取り付けられるパーソナル電子機器（Ａｎｄｒｏｉｄタブレット）の間の要求される物理的遊隙に起因することが留意された。これは、ブタ対象がケージの周囲を自由に移動し得るとき、ＧＲＥを接続範囲外（７５ｃｍよりも大きい）にする。具体的には、Ａｎｄｒｏｉｄタブレットは、１．５２ｍ×１．５２ｍの面積を伴うケージの壁に取り付けられ、タブレットは、地面から１．４９ｍ上方に設置される。その距離は、動物の日課の途絶を最小限にし、タブレット動作の途絶を防止するために必要である。接続の確立は、図４Ｂに示されるようにより弱い範囲（－１００ｄＢｍ～－８０ｄＢｍ）に低下する距離にもかかわらず、ＧＲＥを用いて成功したことが留意された。そのような制約は、概して、パーソナル電子機器が動作範囲内で使用されるヒトユーザにおいて適用可能ではないであろう。
ＧＲＥは、ブタ胃の内側で１５．３日の動作寿命を実証した（図５Ｄ）。バッテリは、胃腸管との接触に応じた、腐食作用または電撃熱傷のいずれかに起因する傷害の潜在的リスクを排除するために、生体適合性ポリマーであるポリ（乳酸）（ＰＬＡ）を用いて本デバイス内にカプセル化されたことに留意されたい。さらに、一般的に使用されるより高い最大電流を伴うリチウムイオンベースのバッテリと異なり、小型（直径が４．８ｍｍ）酸化銀バッテリは、概して、有意により低い滞在の可能性を有する。加えて、これは、短絡事象の間に内部抵抗を急速に発現させ、これは、可能性が低い胃腸管とのバッテリの接触の発生においてその最大出力電流を自己制限する。単一のコインセル短絡電流は、２２ｍＡ未満の短絡漏洩電流の過渡的（約４秒）スパイクに限定される。実証された寿命は、限定されたサイズにおけるバッテリによって収容され得る限定されたエネルギー容量に起因して、図３Ｇに示されるように、胃滞在周期よりも短いことに留意されたい。統合のさらなる進歩により、ＧＲＥは、好ましくない生体内胃環境内でデバイス機能性を安全に延長するために、胃液、生分解性バッテリシステム、および／または無線給電機構から回収される化学エネルギーによって給電され得ることが予測される。
要約すれば、身体の中への無線胃滞在電子デバイスの非外科手術かつ針なしの一時的埋込は、遠隔の直接診断および療法用介入を提供する能力を有する。広く採用される無線プロトコルを通してスマートフォン、タブレット、およびデバイス等のポータブル消費者用パーソナル電子機器と直接インターフェースをとる能力は、外科手術手技または他の特殊化機器を伴わずに長期滞在胃デバイスと直接通信し、それを制御する能力をユーザに与える。これはまた、他の無線電子機器周辺機器、ウェアラブルデバイス、および生物医学的インプラントとのシームレスな相互接続を可能にし、リアルタイムのフィードバックベースの自動化治療または応答性の薬物治療を可能にする。実際には、パーソナル電子機器を介したデジタルクラウドとの摂取可能胃滞在電子機器の相互接続は、遠隔健康管理および監視、および臨床研究のためのデータ収集を可能にし得る。最終的に、摂取可能胃滞在電子機器は、針および外科手術のないアプローチを提供し、生物医学的電子デバイス、人体、およびデジタル領域を相乗的に統合し、次世代の遠隔診断および自動化療法方略を実現する。
胃滞在アーキテクチャプロトタイプ（ＧＲＡ）加工：図３Ａに示されるようなＧＲＡの３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルが、最初に、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ２０１６（Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ）を用いて作成された。ステレオリソグラフィ（ＳＴＬ）ファイルが、次いで、デジタル的にスライスされ、Ｇコードにおける印刷パスに変換された（３Ｄ Ｓｌｉｃｅｒ）。変換および最適化されたＧコードが、次いで、多材料熱溶解積層法（ＦＤＭ）３Ｄプリンタ（Ｓｙｓｔｅｍ ３０Ｍ， Ｈｙｒｅｌ ３Ｄ）を用いて３Ｄ印刷された。１．７５ｍｍの直径を伴うＰＬＡおよび熱可塑性ポリウレタンフィラメント（ＮｉｎｊａＴｅｋ ＮｉｎｊａＦｌｅｘ ８５Ａ）が、それぞれ、堅性コンポーネントおよびエラストマコンポーネントを作成するために使用された。３Ｄ印刷されたＧＲＡは、胃腔の内側の印刷されたデバイスのＸ線可視化を可能にするために、ステンレス鋼撮像プローブ（１ｍｍのビーズ）を埋設された（図３Ａの挿入画像参照）。
制御デバイス加工：図３Ｃの制御デバイス（「ヘッド」）が、胃滞在アーキテクチャ（「アーム」）が除去されるが、ＧＲＡと同一の手順（前述に説明される）を用いて３Ｄ印刷された。変換および最適化されたＧコードが、次いで、多材料熱溶解積層法（ＦＤＭ）３Ｄプリンタ（Ｓｙｓｔｅｍ ３０Ｍ， Ｈｙｒｅｌ ３Ｄ）を用いて３Ｄ印刷された。１．７５ｍｍの直径を伴うＰＬＡが、構造を作成するために使用された。全ての制御デバイスは、次いで、胃腔の内側の印刷されたデバイスのＸ線可視化を可能にするために、約４ｍｍ離間される、１列における３つのステンレス鋼撮像プローブ（１ｍｍのビーズ）を埋設された（図３Ｃの挿入画像参照）。
胃滞在電子機器（ＧＲＥ）加工：ＧＲＥが、図２Ｈに示されるように、ＣＡＤモデルが電子機器およびバッテリと統合されるが、ＧＲＡと同一の手順（前述で説明される）を用いて３Ｄ印刷された。２．４ＧＨｚ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線電子機器基板（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）およびコインセルバッテリが、組み立てられ、３Ｄ印刷されたＧＲＡ構造と統合された。エポキシ（３Ｍ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ）および伝導性トレースが、特注の３Ｄプリンタ（ＡＧＳ １５０００， Ａｅｒｏｔｅｃｈ Ｉｎｃ．）を用いて３Ｄ印刷された。３Ｄプリンタの分注は、デジタル空気圧調整器（Ｕｌｔｉｍｕｓ Ｖ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ， ＥＦＤ）を用いて変調された。局部加熱が、３Ｄ印刷された部分の残りの間隙をシールするために、はんだごてを用いて３Ｄ印刷されたＰＬＡに印加された。
生体内実験：生体内ブタ研究が、生後４～８カ月であり、体重が約３５～５８ｋｇである雌のヨークシャーブタにおいて実施された。生体内実験は、盲検化または無作為化されなかった。内視鏡検査またはプロトタイプの投与に先立って、動物は、手技の直前まで１晩中絶食させられた。内視鏡特性評価および展開研究に関する手技の日に、動物は、テラゾール（チレタミン／ゾラゼパム、５ｍｇ／ｋｇ）、キシラジン（２ｍｇ／ｋｇ）、およびアトロピン（０．０４ｍｇ／ｋｇ）の筋肉内注射により麻酔され、ブタは、挿管され、吸入イソフルラン（１～３％）で維持された。食道は、食道オーバーチューブ（ＵＳ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ）を挿管された。プロトタイプは、プロトタイプを通過させるために、内視鏡を使用して、オーバーチューブを通して胃に直接送達された。動物は、プロトタイプ場所を評価するために、周期的にＸ線撮影された。合計で１０個の胃堆積デバイスが、１０回の別個のブタ実験（対照群に関して３回、ＧＲＡに関して４回、およびＧＲＥに関して３回）において評価された（図２Ｇ参照）。動物は、糞排泄、腹部膨満、嗜眠、食欲不振、および不快感のいずれかの兆候の変化に関して１日２回監視された。本デバイスを投与された動物のうちのいずれにおいても、異常な臨床所見は全く存在しなかった。
無線性能：無線電子機器性能を特性評価するために、７つのデバイスのＲＳＳＩ強度が、最初に、スマートフォンを用いて２１０ｃｍの範囲内の周囲条件において測定された。生体内の本デバイスのＲＳＳＩ強度を特性評価するために、本デバイスは、前述の手技に説明されるようなヨークシャーブタ（５１ｋｇ）の胃に送達された。ＲＳＳＩは、Ａｎｄｒｏｉｄタブレットを用いて、３つの直交する方向においてブタの腹部表面に対して測定された。同様に、本デバイスは、生体内温度測定を実施することによって、双方向通信の性能を評価するために、前述で説明されるようなブタの胃に送達される（図４Ｃ）。
寿命最適化および特性評価：ＧＲＥの寿命を特性評価するために、本デバイスは、通信プロトコル（アドバタイズメント、接続）に構成され、Ａｎｄｒｏｉｄプラットフォーム（Ａｎｄｒｏｉｄ ５．０， Ｇｏｏｇｌｅ）によって要求される温度測定を実施するように構成された。最大動作寿命は、アドバタイズメントおよび接続実験に関して収集されたパケットから決定された。具体的には、接続試験に関して、ＧＲＥは、以下の接続パラメータ、すなわち、２４０ミリ秒の「接続間隔」、４９の「スレーブ遅延」設定を伴う中央デバイスから１．２ｍの距離においてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続を維持するように構成される。アドバタイズメント試験に関して、ＧＲＥは、１０秒間隔においてアドバタイズするように構成され、パケットが、それに応じて、寿命を決定するために測定される。温度測定試験に関して、カスタマイズされたＡｎｄｒｏｉｄプログラムが、構築され（Ａｎｄｒｏｉｄ Ｓｔｕｄｉｏ， Ｇｏｏｇｌｅ）、ＧＲＥの規定されたＭＡＣアドレスに基づいて、接続をシークおよび確立し、ＧＲＥにおいて温度測定コマンドを開始し、温度データを伝送および記憶し、規定された測定間隔においてサイクルを繰り返す前に本デバイスを接続解除する。長期生体内温度測定（図４Ｄ）が、１時間の測定間隔で、３７℃および１００ＲＰＭにおける培養器内で実施された。最大動作寿命は、収集された温度読取値の時点から計算された。
ドキシサイクリン制御放出製剤：ドキシサイクリンの持続的放出製剤を調製するために、
ドキシサイクリン塩酸塩（２０重量％）およびポリ（ε－カプロラクトン）（３７ｋ Ｄａ）（８０重量％）が、ガラスバイアル内で計量された。ガラスバイアルは、次いで、対流式オーブン内に設置され、ポリマーを融解するために９０℃に加熱された。いったんポリマーが融解すると、バイアルの内容物は、薬物粉末を均一に分散させるように激しく混合された。混合物は、再びオーブン内に設置され、融解に応じて、薬物リザーバの中に移送された。薬物リザーバは、製剤を充填する前および充填後、装填された薬物の量を取得するために計量された。
ドキシサイクリンの生体外薬物放出：持続的放出ドキシサイクリン製剤からの薬物放出を分析するために、上記で合成された製剤が、攪拌培養器（３７℃および１００ＲＰＭ）内の２５ｍＬのシミュレートされた胃液（ＳＧＦ）中に設置された。種々の時間に、放出媒体の一部が、一定分量にされ、さらなる特性評価まで－２０℃に凍結された。残りの放出媒体は、廃棄され、新鮮な媒体と交換された。研究は、１週間にわたって実行された。研究の完了に応じて、種々の時間に一定分量にされた放出媒体中の薬物濃度が、高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）を使用して決定された。ＨＰＬＣは、Ａｇｉｌｅｎｔ １２６０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ ＨＰＬＣシステム上で実施された。クロマトグラフィ分離は、５５℃において設置されたＡｄｖａｎｃｅＢｉｏ ＲＰ－ｍＡｂ ＳＢ－Ｃ８カラム（４．６×１００ｍｍ、３．５ｍ粒子サイズ）上で実行された。移動相は、２０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ６）（６０％）およびアセトニトリル（４０％）の混合物から成っていた。移動相は、４分のＨＰＬＣ実行時間にわたって０．８５ｍＬ／分において流動された。分析毎に、５μＬのサンプルが、カラム上に注入され、ＵＶ吸光度が、λｍａｘ＝３５０ｎｍにおいて監視された。
３Ｄ印刷可能レボノルゲストレル制御放出製剤：レボノルゲストレル放出製剤は、均質な粘性懸濁液中で質量単位で３０％のレボノルゲストレル（Ａｓｔａｔｅｃｈ）を７０％のＰＤＭＳ（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）と組み合わせた。混合物は、３Ｄ印刷された薬物リザーバの中に印刷され、対流式オーブン内で１晩中固化された。
レボノルゲストレルの生体外薬物放出：レボノルゲストレルの３Ｄ印刷製剤からの薬物放出が、３７℃および１００ＲＰＭにおける攪拌培養器内で２５ｍＬのＳＧＨ中で試験された。残りの分析ステップは、ドキシサイクリンに関して説明されるものと同じ方法によって実施された。レボノルゲストレルのＨＰＬＣ分析に関して、Ｐｏｒｏｓｈｅｌｌ １２０（ＥＣ－Ｃ１８、２．７μｍ粒子サイズを伴う４．６×５０ｍｍカラム）が、使用された。カラムは、５０℃に維持された。勾配方法が、開発され、移動相は、水とアセトニトリルとから成っていた。移動相は、時間ゼロにおいて１００％水性として開始され、２分にわたって１００％有機相に線形に変化した。組成物は、次の２．５分にわたって１００％有機相において保持され、次いで、次の０．１分にわたって１００％水相に戻るように変化した。これは、４．６分の合計実行時間を与え、１．２５分のポスト時間が続いた。検出は、２５０ｎｍにおいて実行された。
生体内長期温度監視：生体内実験が、前述で説明される手技に従って実行された。長期温度監視に関して、ブタが、１．５２ｍ×１．５２ｍの面積を伴う囲いの中で自由に動き回るままにされた。Ａｎｄｒｏｉｄタブレットが、途絶を防止するために、地面から１．４９ｍ上方に設置された。本デバイスは、８秒アドバタイズメント間隔においてアドバタイズするように構成された。２つのタブレットが、本デバイスの電子機器寿命を評価するために、アドバタイズされたパケットを収集するように構成された（図５Ｃ）。付加的タブレットが、ＧＲＥとの双方向接続を確立するための専用とされ、１時間の最小間隔において深部温度を測定した（図５Ｄ）。
ＧＲＡ折畳力測定：
漏斗試験装置が、幽門を通したＧＲＡの通過をシミュレートするために使用された。これらの実験では、ＧＲＡプロトタイプが、機械的テスタ（Ｉｎｓｔｒｏｎ）内でアルミニウムロッドによって１３ｍｍの最大変位まで押動され、最大折畳力が、測定された。図６に示されるように、ＧＲＡを用いて評価された折畳力は、平均で７．７Ｎ（最初のサイクル時）～７．０Ｎ（１０，０００サイクル後）に及ぶ。ＧＲＡはまた、１０，０００サイクル後に折畳力を維持し、比較的により少ない程度の折畳力の低減を伴った。
ＰＣＬ－ＰＬＡ ＧＲＡ：最初にＰＬＡを支持構造としての水溶性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と共印刷することによる、ＰＣＬベースのポリウレタンを組み込む能力が、実証された。熱可塑性ポリウレタン（図３Ａの橙色領域）の代わりにＰＶＡを共印刷する修正を除いて、図３Ａに示されるようなＧＲＡの３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルが、最初に、前述で説明されるようなＳｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ２０１６（Ｄａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ）を用いて作成された。ステレオリソグラフィ（ＳＴＬ）ファイルが、次いで、デジタル的にスライスされ、Ｇコードにおける印刷パスに変換された（３Ｄ Ｓｌｉｃｅｒ）。変換および最適化されたＧコードが、次いで、多材料熱溶解積層法（ＦＤＭ）３Ｄプリンタ（Ｕｌｔｉｍａｋｅｒ ３， Ｕｌｔｉｍａｋｅｒ）を用いて３Ｄ印刷された。２．８５ｍｍの直径を伴うＰＬＡおよびＰＬＡフィラメント（Ｕｌｔｉｍａｋｅｒ）が、それぞれ、堅性コンポーネントおよび支持コンポーネントを作成するために使用され、ＰＶＡが、次いで、水で除去された。ＰＣＬエラストマが、最初に、６：１．３：０．０２７：９．５モル比のＰＣＬジオール（ＭＷ， ５３０， Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、ＰＣＬトリオール（ＭＷ， ９００， Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、線形ＰＣＬ（ＭＷ， ４５，０００， Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、およびヘキサメチレンジイソシアネート（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）の混合によって合成される。プレポリマーが、次いで、ＰＣＬ－ＰＬＡベースのＧＲＡ構造を作成するために、ネガティブ型金型上に静止される３Ｄ印刷モデルの除去されたＰＶＡ構造（図３Ａのコア領域）の中に鋳造される。ＰＣＬ－ＰＬＡ ＧＲＡ構造は、図７に説明されるように、平均で６．７Ｎ（最初のサイクル時）～６．５Ｎ（３，０００サイクル後）の折畳力を実証する。これは、図６にＧＲＡに関して説明される折畳力と同一の順序である。折畳力は、３，０００サイクル後の６．５Ｎから５，９８０サイクル後の３．１Ｎに減少し、これは、胃滞在アームのうちの１つの弱化、続けて、その破損に起因する。これは、鋳造されたＰＣＬエラストマ中の微視的気泡から伝搬した亀裂に起因する可能性が高い。将来の作業は、例えば、ＰＣＬエラストマ３Ｄ印刷方略を開発し、鋳造プロセスに取って代わることによって、本デバイスの疲労抵抗を改良するために材料合成プロセスを改良することができる。要約すれば、ＧＲＡおよびＧＲＥの加工手順は、ＦＤＭを通して直接３Ｄ印刷されることができない熱硬化性プラスチックを組み込むように修正され得ることが示された。これは、例えば、潜在的に、ＦＤＡ承認材料および潜在的臨床的合併症をさらに最小限にし得る腸溶性ポリマー等の新規の応答性材料の組み込みを可能にすることができる。
遠隔トリガ実証：２つの概念証明実験が、大型動物モデルの胃内のＧＲＥを用いて遠隔トリガを達成する能力を実証するために、生体内で実施された。具体的には、電気活性接着剤が、電子機器からのＧＲＡ分離および薬物の遠隔送達を達成するために開発された。
電気活性接着剤の合成：最初に、低融解温度導電性ナノ複合材料が、合成された。具体的には、ポリ（ε－カプロラクトン）（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）および１０重量％カーボンナノチューブ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）が、１．７５ｍｍの平均直径および１００Ｓｍ－１の導電率を伴う３Ｄ印刷可能フィラメントを作成するために、二軸マイクロコンパウンディング（Ｘｐｌｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ， Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）を用いて混合される。電気活性接着剤は、印刷された伝導性トレースを介してＧＲＥ内のマイクロコントローラスイッチに電気的に接続された。電気活性接着剤は、３Ｄ印刷されたＰＬＡ構造を用いてばねを圧縮するために使用された。Ａｎｄｒｏｉｄタブレットを用いた無線トリガに応じて、ジュール熱が、接着剤強度を弱化させるように複合体マトリクスを融解し、ばね内に貯蔵された弾性エネルギーが構造分離を引き起こすことを可能にするであろう。そのようなトリガは、内視鏡検査画像シーケンスに示されるように、胃腔内で生体内で達成され得ることが示された。
（１）生体内でトリガされるＧＲＡ分離：デバイス分離を達成する能力を実証するために、ＧＲＡが、電気活性接着剤を用いて、３Ｄ印刷されたＧＲＥの「ヘッド」に接合された。本デバイスは、ブタの胃に送達された。分離プロセスの捕捉に役立てるために、ＧＲＡアームは、結束された。図８Ａに説明されるように、本デバイスは、最初に、無傷であった。分離が、次いで、Ａｎｄｒｏｉｄタブレットを介してトリガされ、ＧＲＡは、１分後に分離された。分離された構造のわずかな移動は、ＧＲＡがＧＲＥの「ヘッド」から取り外されて完成されたことを示す。図８Ｃは、圧縮システム（埋設ばね）が観察され得る分離されたデバイスを示す。
（２）薬物リザーバカバーの生体内無線トリガ可能放出：別様に酸性環境内で不活性である金は、電気化学ポテンシャルを偏移させることによって電気化学的に腐食され得る。薬物放出膜として金を使用すると、摂取可能電子機器は、３００ｎｍ厚さの金の膜を用いてシールされるリザーバ（２ｍｍ×１ｍｍ×１．５ｍｍ）内のモデル薬物（メチレンブルー）のマイクログラムの放出に給電するように使用され得ることが以前に示された。腐食の間、要求される最大電力消費は、０．８ｍＷであり、これは、明確にＧＲＥシステムによって利用可能な最大電力（４５ｍＷ）以内である。無線大量薬物送達を達成する能力を実証するために、３Ｄ印刷されたＰＬＡ薬物窓（４ｍｍ×４ｍｍ×０．５ｍｍ）が、電気活性接着剤がばねを圧縮する、３Ｄ印刷されたＧＲＥの「ヘッド」における３Ｄ印刷されたドキシサイクリン粉末リザーバをカプセル化する。図９Ａに示されるように、本デバイスは、前述で説明されるような手技でブタの胃に送達された（実験方法における「生体内実験」参照）。トリガに応じて、電気活性接着剤のジュール熱は、リザーバカバーの放出を引き起こし、胃液の浸潤が、図９Ｂに示されるようにカプセル化された薬物を溶解することを可能にする。リザーバカバーのトリガされた開放は、送達部位上の粘液性被覆にもかかわらず、正常であったことに留意されたい。（添付された補足ビデオ参照）。図９Ｃは、トリガされたウェルを被覆する粘液が内視鏡を通して水を注入することによって除去された後の圧縮システムを示す。本実験は、２匹の異なるブタを用いて２つの他のデバイスで繰り返され、全て成功した。開放された薬物カバーの中への胃液の浸潤は、水溶性ドキシサイクリンを溶解するであろうと仮定される。ここでは、薬物リザーバカバーの無線放出を達成する能力が、実証された。そのようなシステムは、送達のための摂取可能ピルを保管するために適合するはずである。
要約すれば、ＧＲＥチップセットを用いて要求に応じた機械的および構造的変化を達成する能力が、実証され、これは、生体内での薬物含有リザーバの放出および他の潜在的用途のために使用されることができる。
本発明のいくつかの実施形態が、本明細書に説明および例証されたが、当業者は、本明細書に説明される機能を果たす、および／または結果および／または利点のうちの１つ以上のものを取得するための種々の他の手段および／または構造を容易に想定し、そのような変形例および／または修正はそれぞれ、本発明の範囲内であると見なされる。より一般的には、当業者は、本明細書に説明される全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が、例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成が、本発明の教示が使用される具体的な用途または複数の用途に依存するであろうことを容易に理解するであろう。当業者は、ルーチン実験のみを使用して、本明細書に説明される本発明の具体的実施形態の多くの均等物を認識するであろう、または確認することが可能であろう。したがって、前述の実施形態は、実施例としてのみ提示され、添付される請求項およびその均等物の範囲内で、本発明は、具体的に説明および請求されるものとは別様に実践され得ることを理解されたい。本発明は、本明細書に説明される各個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法を対象とする。加えて、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合、本発明の範囲内に含まれる。
本明細書および請求項において本明細書に使用されるような不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、明確に反対に示されない限り、「少なくとも１つ」を意味するように理解されるべきである。
本明細書および請求項において本明細書に使用されるような語句「および／または」は、そのように結合される要素の「いずれか一方または両方」、すなわち、ある場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味するように理解されるべきである。明確に反対に示されない限り、具体的に識別されるそれらの要素に関連するか、または関連しないかどうかにかかわらず、「および／または」の節によって具体的に識別される要素以外の他の要素も、随意に、存在し得る。したがって、非限定的実施例として、「Ａおよび／またはＢ」の言及は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（～を備える）」等の非制約的言語と併用されるときに、一実施形態では、Ｂを伴わないＡ（随意に、Ｂ以外の要素を含む）、別の実施形態では、Ａを伴わないＢ（随意に、Ａ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（随意に、他の要素を含む）等を指すことができる。
本明細書および請求項において本明細書に使用されるように、「または」は、上記で定義されるような「および／または」と同一の意味を有するように理解されるべきである。例えば、リストの中の項目を分離するとき、「または」または「および／または」は、包括的である、すなわち、少なくとも１つの包含であるが、いくつかの要素または要素のリストのうちの１つを上回るもの、随意に、付加的な列挙されていない項目も含むものとして、解釈されるものとする。「～のうちの１つのみ」または「～のうちの厳密に１つ」、または請求項で使用されるときに、「～から成る」等の明確に反対に示される用語のみが、いくつかの要素または要素のリストのうちの厳密に１つの要素の包含を指すであろう。一般に、本明細書に使用されるような用語「または」は、「いずれか」、「～のうちの１つ」、「～のうちの１つのみ」、または「～のうちの厳密に１つ」等の排他性の用語が先行するときに、排他的代替物（すなわち、「両方ではないが一方または他方」）を示すものとして解釈されるのみとする。「本質的に～から成る」は、請求項で使用されるときに、特許法の分野で使用されるようなその通常の意味を有するものとする。
本明細書および請求項において本明細書に使用されるように、１つ以上の要素のリストの参照における語句「少なくとも１つ」は、要素のリストの中の要素のうちのいずれか１つ以上のものから選択されるが、要素のリスト内に具体的に列挙されるありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストの中の要素のいかなる組み合わせも除外しない、少なくとも１つの要素を意味するように理解されるべきである。本定義はまた、具体的に識別されるそれらの要素に関連するか、または関連しないかどうかにかかわらず、語句「少なくとも１つ」が指す要素のリスト内で具体的に識別される要素以外の要素が、随意に、存在し得ることも可能にする。したがって、非限定的実施例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または同等に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同等に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、Ｂが存在しない（随意に、Ｂ以外の要素を含む）、随意に、１つを上回るＡを含む、少なくとも１つのＡ、別の実施形態では、Ａが存在しない（随意に、Ａ以外の要素を含む）、随意に、１つを上回るＢを含む、少なくとも１つのＢ、さらに別の実施形態では、随意に、１つを上回るＡを含む、少なくとも１つのＡ、および随意に、１つを上回るＢを含む、少なくとも１つのＢ（随意に、他の要素を含む）等を指すことができる。
請求項では、および上記の本明細書では、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（～を備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（～を含む）」、「ｃａｒｒｙｉｎｇ（～を担持する）」、「ｈａｖｉｎｇ（～を有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（～を含有する）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（～を伴う）」、「ｈｏｌｄｉｎｇ（～を保持する）」、および同等物等の全ての移行句は、非制約的である、すなわち、「限定ではないが、～を含む」を意味するように理解されるものである。移行句「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ （～から成る）」および「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ（本質的に～から成る）」のみが、それぞれ、米国特許庁特許審査手順マニュアル第２１１１．０３節に記載されるように、閉鎖的または半閉鎖的移行句であるものとする。

Claims (36)

  1. 物品であって、
    対象に経口的に投与されるように構成されている可溶性容器と、
    前記可溶性容器内にカプセル化されている滞在構造コンポーネントと
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、
    電子コンポーネントと、
    第１のアームと、
    第２のアームと、
    弾性コアと
    を備え、前記第１のアーム、前記第２のアーム、および前記電子コンポーネントは、前記弾性コアに結合されており、前記滞在構造コンポーネントは、前記滞在構造コンポーネントが胃を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように前記電子コンポーネント、前記第１のアーム、および／または、前記第２のアームを拡張することによって、少なくとも２４時間の滞在周期にわたって前記胃内に保定され、前記滞在周期の間、無線電磁信号を前記電子コンポーネントから前記胃の外部のデバイスに伝送する、および／または前記胃の外部のデバイスから前記電子コンポーネントに伝送される無線電磁信号を受信するように構成されており、
    前記滞在周期の終了時、前記滞在構造コンポーネントが、前記電子コンポーネントが前記胃から幽門を通過するように構成を変化させる、物品。
  2. 前記無線電磁信号は、前記滞在構造コンポーネントから医薬品を放出するように前記電子コンポーネントをトリガする、請求項１に記載の物品。
  3. 前記無線電磁信号は、前記対象の生理学的条件を前記胃の外部の前記デバイスに提供する、請求項１に記載の物品。
  4. 前記受信された無線電磁信号は、前記電子コンポーネントを介して、前記滞在構造コンポーネントの前記構成の変化をトリガし、これにより、前記電子コンポーネントが前記胃から前記幽門を通って退出するようにする、請求項１に記載の物品。
  5. 前記滞在構造コンポーネントは、分解可能コンポーネントを備え、前記分解可能コンポーネントは、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または前記電子コンポーネントから前記滞在構造コンポーネントを機械的に分離することによって、前記分解可能コンポーネントが前記対象の前記胃から前記幽門を通した前記電子コンポーネントの退出を媒介するように、前記電子コンポーネントを前記滞在構造コンポーネントに接続している、請求項１に記載の物品。
  6. 前記受信された無線電磁信号は、前記電子コンポーネントが前記胃から前記幽門を通過するように、溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または前記電子コンポーネントから機械的に分離するように前記分解可能コンポーネントをトリガするための電圧を印加するように前記電子コンポーネントをトリガする、請求項５に記載の物品。
  7. 前記無線電磁信号は、ある電圧を前記分解可能コンポーネントに印加するように前記電子コンポーネントをトリガする、請求項５に記載の物品。
  8. 滞在構造物であって、
    電子コンポーネントと、
    第１のアームと、
    第２のアームと、
    弾性コアと
    を備え、前記第１のアーム、前記第２のアーム、および前記電子コンポーネントは、前記弾性コアに結合されており、
    前記電子コンポーネントは、分解可能コンポーネントに連結されており、前記滞在構造物は、これが対象に経口的に導入され得、胃まで通過する第１の圧縮構成と、前記滞在構造物が前記胃内に保定され、正常な生理学的条件下で幽門の中に通過しない第２の拡張構成と、前記分解可能コンポーネントが溶解する、分解する、機械的に弱化する、および／または前記電子コンポーネントから機械的に分離し、前記電子コンポーネントが前記胃から前記幽門を通過する第３の構成とを有し、
    前記第２の拡張構成において、前記電子コンポーネント、前記第１のアーム、および／または、前記第２のアームは、前記滞在構造物が前記胃を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張する、滞在構造物。
  9. 滞在構造物であって、
    弾性コアと、
    第１の分解可能連結器を介して前記弾性コアに結合されている第１のアームと、
    第２の分解可能連結器を介して前記弾性コアに結合されている第２のアームと、
    前記弾性コアに結合されている電子コンポーネントと
    を備え、
    前記第１の分解可能連結器および／または前記第２の分解可能連結器は、電気活性接着剤を含み、
    前記滞在構造物は、少なくとも０．２Ｎの折畳力を有し、
    前記滞在構造物は、少なくとも２ｃｍの非圧縮断面寸法を有し、
    前記滞在構造物は、これが対象の内部の場所に保定されるように構成され、内部の前記場所は、開口部を含み、前記滞在構造物の前記電子コンポーネント、前記第１のアーム、および／または、前記第２のアームは、少なくとも２４時間にわたって前記開口部を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張する、滞在構造物。
  10. 経口投与のために構成されている滞在構造物であって、
    弾性コアと、
    前記弾性コアに結合されている２つ以上のポリマーアームと、
    前記弾性コアに結合されている電子コンポーネントと
    を備え、
    前記滞在構造物は、これが対象の内部の場所に保定されるように構成され、内部の前記場所は、開口部を含み、前記滞在構造物の前記２つ以上のポリマーアームおよび前記電子コンポーネントは、少なくとも２４時間にわたって前記開口部を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張する、滞在構造物。
  11. 分解可能連結器が前記弾性コアおよび前記２つ以上のポリマーアームを結合する、請求項１０に記載の滞在構造物。
  12. 体外での無線電磁信号の伝送のために構成されている滞在構造物であって、
    無線送信機を備える電子コンポーネントであって、前記電子コンポーネントは、弾性コアに結合されている、電子コンポーネント
    を備え、
    前記滞在構造物は、これが経口的に投与され、対象の胃内に保定されるように構成され、前記滞在構造物の前記電子コンポーネントは、少なくとも２４時間にわたって前記対象の幽門を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張し、
    前記無線送信機は、無線電磁信号を前記対象の内部の場所から前記対象の体外に位置付けられる受信機に伝送するように構成されている、滞在構造物。
  13. 前記電子コンポーネント内に配置される医薬品を備える、請求項８～１２のいずれかに記載の滞在構造物。
  14. 前記医薬品の少なくとも一部は、前記電子コンポーネントから受信される無線電磁信号に応じて、放出されるように構成されている、請求項１３に記載の滞在構造物。
  15. 電子コンポーネントを対象に送達するための物品であって、
    対象に経口的に投与されるように構成されている可溶性容器と、
    電子コンポーネントを備える滞在構造コンポーネントと
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、前記物品が前記対象に投与されると、前記電子コンポーネントが少なくとも２４時間にわたって前記対象の内部の場所に保定されるように構成されており、前記滞在構造コンポーネントは、前記可溶性容器内にカプセル化され、
    前記滞在構造コンポーネントは、弾性コアと、前記弾性コアに結合されている２つ以上のポリマーアームとをさらに備え、前記電子コンポーネントは、前記弾性コアに結合され、
    内部の前記場所は、開口部を含み、前記滞在構造コンポーネントの前記２つ以上のポリマーアームおよび／または前記電子コンポーネントは、前記開口部を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張する、物品。
  16. 前記滞在構造コンポーネントは、前記２つ以上のポリマーアームのうちの少なくとも１つおよび前記弾性コアを結合する分解可能連結器を備える、請求項１５に記載の物品。
  17. 前記分解可能連結器を分解することによって、前記対象の内部の前記場所から前記電子コンポーネントを除去することを含む、請求項１６に記載の物品。
  18. 前記分解可能連結器を分解することは、前記電子コンポーネントを介して、ある電圧を前記分解可能連結器に印加することを含む、請求項１７に記載の物品。
  19. 前記分解可能連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または導電性粒子を含む、請求項１８に記載の物品。
  20. 物品であって、
    対象に経口的に投与されるように構成されている可溶性容器と、
    滞在構造コンポーネントと
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、
    弾性コアと、
    前記弾性コアに結合されている２つ以上のアームと、
    前記２つ以上のアームのうちの少なくとも１つに結合され、前記弾性コアに結合されている電子コンポーネントと
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、少なくとも２４時間にわたって前記対象の内部の場所に保定されるように構成されており、内部の前記場所は、開口部を含み、前記滞在構造コンポーネントの前記２つ以上のアームおよび前記電子コンポーネントは、前記開口部を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張し、
    前記滞在構造コンポーネントは、前記電子コンポーネントを介して、前記対象の内部の前記場所における前記対象の生理学的条件を決定するように構成されており、
    前記滞在構造コンポーネントは、前記対象の前記生理学的条件を含む無線電磁信号を、前記電子コンポーネントを介して、体外の受信機に伝送するように構成されており、
    前記対象の内部の前記場所は、幽門に近接し、
    前記滞在構造コンポーネントは、前記可溶性容器内にカプセル化されている、物品。
  21. 物品であって、
    対象に経口的に投与されるように構成されている可溶性容器と、
    滞在構造コンポーネントと
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、
    弾性コアと、
    前記弾性コアに結合されている２つ以上のアームと、
    前記２つ以上のアームに結合され、前記弾性コアに結合されている電子コンポーネントと、
    前記電子コンポーネントに結合されている医薬品と
    を備え、前記滞在構造コンポーネントは、少なくとも２４時間にわたって前記対象の内部の場所に保定されるように構成されており、
    前記滞在構造コンポーネントは、前記電子コンポーネントを介して、前記対象の内部の前記場所における前記対象の生理学的条件を決定するように構成されており、
    前記滞在構造コンポーネントは、特定の生理学的条件において、前記医薬品の少なくとも一部を放出するように構成されており、
    前記対象の内部の前記場所は、幽門に近接し、
    前記滞在構造コンポーネントは、前記可溶性容器内にカプセル化され、
    内部の前記場所は、開口部を含み、前記滞在構造コンポーネント前記２つ以上のアームおよび前記電子コンポーネントは、前記開口部を通過することができないサイズおよび／または構成を有するように、拡張する、物品。
  22. 前記対象の内部の前記場所は、胃である、請求項９に記載の滞在構造物。
  23. 前記対象の内部の前記場所は、幽門に近接する、請求項９に記載の滞在構造物。
  24. 前記分解可能連結器は、複数の炭素質粒子、カーボンナノチューブ、および／または導電性粒子を含む、請求項１１に記載の滞在構造物。
  25. 前記電子コンポーネントは、ある電圧を前記分解可能連結器に印加するように構成されている、請求項１１に記載の滞在構造物。
  26. 前記分解可能連結器は、ある電圧の存在下で分解するように構成されている、請求項１１に記載の滞在構造物。
  27. 前記分解可能連結器は、発生された温度の増加の存在下で分解するように構成されている、請求項１１に記載の滞在構造物。
  28. 前記分解可能連結器は、胃環境内で分解、溶解、解離、または機械的に弱化し、これは、滞留形状完全性の喪失および胃腔からの通過をもたらす、請求項１１に記載の滞在構造物。
  29. 前記２つ以上のポリマーアームは、前記滞在構造物の滞在周期の間に構造完全性を維持するように構成されている、請求項１０に記載の滞在構造物。
  30. 請求項８に記載の滞在構造物と、前記滞在構造物を含有する可溶性容器とを備える物品。
  31. 前記滞在構造物は、前記可溶性容器内にカプセル化されるときの第１の構成と、前記可溶性容器からの放出後の第２の構成とを有するように構築および配列されている、請求項３０に記載の物品。
  32. 前記電子コンポーネントは、無線送信機を備える、請求項１に記載の物品。
  33. 前記電子コンポーネントは、前記対象の内部の前記場所における放出のために構成されている医薬品を備える、請求項１に記載の物品。
  34. 前記滞在構造コンポーネントは、前記可溶性容器からの放出に応じて、弾性反跳を受けるように構築および配列されており、前記滞在構造コンポーネントは、前記可溶性容器内にカプセル化されるときの第１の構成と、前記可溶性容器からの放出後の第２の構成とを有する、請求項１に記載の物品。
  35. 前記第１のアームおよび前記第２のアームのうちの少なくとも一方は、電気活性接着剤によって前記弾性コアに接着されている、請求項１に記載の物品。
  36. 前記分解可能連結器は、電気活性接着剤を備える、請求項１１に記載の滞在構造物。
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