KR20180023966A

KR20180023966A - 위장 자극을 위한 디바이스들 및 그 사용

Info

Publication number: KR20180023966A
Application number: KR1020187002701A
Authority: KR
Inventors: 야론 일란
Original assignee: 야론 일란
Priority date: 2015-06-28
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2018-03-07
Also published as: EP3313506A1; US20180185238A1; EP3313506A4; WO2017002104A1; JP2018522650A; CN107921263A; HK1253877A1; US11116658B2; US20210338479A1

Abstract

위장 자극 디바이스들은 자극 캡슐 부근 신체 조직에 자극을 제공하도록 구성되는, 랜덤한 자극 전달 메커니즘(들)을 포함하며, 제공되는 자극은 자극 파라미터에 의해 특징지어지고, 물리적 상기 자극 전달 메커니즘과 통신하도록 그리고 자극 파라미터를 체계적이지 않게 설정 및 변경함으로써, 신체 조직에 제공되는 자극의 특징을 변경하도록 구성되는 제어 회로를 포함한다. 알고리즘은 환자 맞춤일 수 있고, 환자로부터 수신되는 데이터에 반응하는 학습 기구를 가질 수 있다.

Description

위장 자극을 위한 디바이스들 및 그 사용

본 발명은 인체가 규칙적 자극에 적응하는 것을 방지하기 위해 기계적 및 전기적 자극을 포함하여 다양한 자극을 통해 위장 기관 및 임의로 다른 장기들을 자극하도록 구성된 의료 디바이스들에 관한 것이다.

내장-뇌 축은 뇌 및 위장(GI) 기능들을 집약하는 양방향 신경-호르몬 통신계이다. 내장-뇌 축은 예를 들어, 포만, 섭식, 포도당 및 지방 대사의 조절, 및 인슐린 분비를 포함하여 다수의 생리 과정에 수반된다. 덧붙여, 내장-몸통 통신축이 또한 존재하며, 여기서 내장이 신경- 및 호르몬 경로들을 통해 다양한 신체 기능에 영향을 미친다는 연구가 증대하고 있다.

미주 신경은 그것의 구심성 및 원심성을 통해, 이러한 통신계들에서의 주요 도관들 중 하나일 것으로 생각된다. 예를 들어, 미주 신경은 항-염증 반응들에 수반된다는 것이 밝혀졌다. 연구들은 염증의 다양한 실험적 모델에서 전극을 사용한 좌측 경부 미주 신경 줄기(목에서의)의 자극은 항-염증을 유발한다는 것을 증명했다. 이러한 효과들은 미주로부터의 아세틸콜린의 주변 방출 및 그 후 대식 세포의 활성화를 통해 매개될 것이라고 생각된다.

식욕 및 포만에 대하여, 소화관 및 그의 내용물은 식욕 및 포만 조절에 수반되는 매개 신호들에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 예를 들어, 소화관에서의 내재 그리고 외인성 감각 뉴런들은 내장의 팽창(일반적으로 내강 내용물의 용적에 대응하는), 섭취된 물질의 화학적 조성 및 온도 및 내장의 점막 표면에 따른 그것의 이동에 대한 정보를 제공한다. 이러한 입력은 장 운동, 혈류, 분비 및 흡수를 조절하는 신호들을 발생시키고, 정상적인 소화에 중요하다. 덧붙여, 신체의 영양 상태에 반응하여, 내장 또는 다른 장기들, 이를테면 췌장으로부터 분비되는 호르몬들이 식욕 및 포만 조절에 수반된다.

내장-뇌 축의 조작은 이전에 식욕 및 음식물 흡수를 조절하기 위한 수단으로서 제시되었다. 또한 내장-뇌 축의 조작은 위장(GI) 운동을 조절하기 위한 수단으로서도 제시되었다. GI 기관 또는 그 부분의 벽들에, 예를 들어 위벽들에 인가되는 기계적 자극은 소화계에서 조절되는 과정들에 영향을 미칠 수 있고, 그러한 조작들을 유도하기 위해 사용될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

예를 들어, 위 및 장 전기 자극은 삽입형 위 신경 조정기들을 사용하여, 비만 및 위장의 비정상 운동 장애들을 치료하기 위해 제시되었다. 전기적 자극은 통상적으로 예를 들어 위벽의 근육계에 삽입되는 전극들을 통해 전달되며, 이들은 복부의 피하에 배치되는 자극 디바이스에 연결된다. 위의 비정상 운동의 치료를 위해, 디바이스는 통상적으로 전기 펄스들을 위장 근전기 활동을 자극할 목적으로 위 및/또는 장 근육들에 전달하도록 설정되고, 그렇게 함으로써 위장 기관의 운동성을 고친다. 비만 치료에서, 위 자극의 목적은 일반적으로 위벽, 장 또는 미주 신경의 전기적 자극을 통해 이른 포만감 및 식욕 감소를 야기하는 것이다. 신경 조절기는 허기 또는 포만과 연관된 호르몬들의 분비의 변경들을 유도한다는 것이 제기되었다.

다른 예는 위내삽입용 풍선들이며, 이것들은 내시경을 통해 환자들의 위에 배치되고 6개월 동안 부풀려진 채로 유지되는 액체-충전 또는 기체-충전 풍선들이다.

그에 따라 GI 기관 및 임의로 다른 신체 장기들의 다른 부분들을 자극하기 위한 보다 효과적인 수단에 대한 요구가 존재한다. 예를 들어, 조절 수단과 함께 자극 성능들의 최적화된 조합을 갖는 외부 디바이스 또는 섭취가능 디바이스를 갖는 것이 매우 유익할 수 있으며, 이는 소화계에 관한 다양한 임상 응용에서, 뿐만 아니라 소화계 외의 신체 부위들과 관련된 임상 상태에서, 장기간, 오래가는 효과들을 이루기 위해 이용될 수 있다.

다음 실시예들 및 그 측면들이 범위에 있어서 제한적인 것이 아니라, 대표적이고 예시적인 것으로 여겨지는 시스템들, 도구들 및 방법들과 함께 설명 및 예시된다. 다양한 실시예에서, 위에서 설명된 문제들 중 하나 이상이 감소 또는 제거된 한편, 다른 실시예들은 다른 이점들 또는 개선점들과 관련된다.

몇몇 증상에 대해, 신체의 타겟 영역들에 자극을 인가/제공하는 것이 치료에 영향을 미치기 위해 또는 증상을 관리하기 위해 이용될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러한 자극들은 기계적, 전기적 그리고/또는 열적일 수 있고, 특정 자극 패턴 이를테면 펄스들, 교번파들 또는 다른 패턴들로 제공될 수 있다.

신체 및 다른 유기체들은 습관화의 메커니즘들을 가지며, 이는 유기체가 반복된 노출들 이후 자극에 대한 반응을 감소 또는 소멸시키는 학습의 형태이다. 기본적으로, 유기체는 자극에 대한 반응을 감소시키거나, 또는 아예 자극에 반응하는 것을 멈추도록 학습되며, 이는 자극을 생물학적으로 무관하거나 관련이 적게 만든다.

그 결과, 반복적인 패턴들을 이용하여 자극을 인가하는 것은 타겟 장기가 자극 치료에 덜 반응적이게 되고, 그렇게 함으로써 치료 효과를 감소시키는 결과를 가져올 수 있다.

본 발명은 몇몇 측면에 따르면, 타겟 장기, 이를테면 위장 기관을 자극할 수 있는 의료 디바이스들, 및 인체 장기들의 시술들에 대한 적응을 넘어서기 위한 다양한 임상 상태의 치료를 위한 그것들의 사용을 제공한다. 바람직하게는, 여기에 개시된 디바이스들은 몇몇 실시예에 따라, 그것들의 작동 동안 자극의 파라미터들을 변경하도록 구성되며; 여기에 개시된 것들은 그것들의 작동 동안 자극의 파라미터들을 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 또한, 인체에서 대부분의 장기는 규칙적인 패턴에 따라 작동한다. 규칙적인 패턴, 이를테면 규칙적인 전기적, 내분비학적, 시토카인 패턴들, 또는 임의의 다른 유형의 패턴은 신체 장기들의 습관화와 연관된다. 이러한 습관화에 영향을 미치기 위해 불규칙적인 무질서한 패턴이 제시된다.

작용 메커니즘의 임의의 특정 이론에 얽매이지 않길 바라지만, 본 발명의 디바이스들에 의해 인가되는 자극의 랜덤한(무질서한) 동역학은 시간이 흐름에 따라 그것들의 효과를 방해하고/거나 반응성을 감소시킬 수 있는, 신체/타겟 장기의 전달된 자극에 대한 적응 및/또는 순응을 회피/완화하도록 구성된다. 자극의 랜덤한 동역학은 타겟 장기에 대한 장기간 지속되는 효과를 가능하게 하고 몇몇 실시예에 따르면, 체중 회복을 방지하는 것, 또는 다른 치료 효과들을 제공하는 것을 돕는다.

바람직하게는, 자극 파라미터들을 변경하는 것은 타겟 장기에서 일어나는 습관화를 감소 및/또는 방지함으로써, 제공되는 치료의 유효성을 증가시킬 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 자극 파라미터들을 변경하는 것은 무작위한 방식으로 랜덤으로, 또는 의사-랜덤으로 이루어질 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 자극 파라미터들은 주파수들, 간헐도들, 진폭, 변경, 자극 신호의 형상, 상승 경사도, 하락 경사도 기타 같은 종류의 것을 포함할 수 있다. 또한 자극들, 이를테면 전기적, 열적 기타 같은 종류의 것의 몇몇 유형의 랜덤 무질서한 조합은 타겟 장기의 자극에 대한 적응을 방지할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 위장(GI) 자극 캡슐들 이를테면 캡슐들이 흡입된 후 대상체의 GI 기관을 따라 나아가 위장 기관 벽들에 자극, 예를 들어, 기계적 그리고/또는 전기적 자극, 또는 임의의 다른 유형의 자극을 인가하는 흡입가능한 캡슐들 또는 외부 웨어러블 디바이스들 이를테면 벨트들이 제공된다. 다른 실시예들에서, 외부로부터 다양한 자극을 유도하는 외부 디바이스들 이를테면 벨트들이 제공된다.

몇몇 실시예에서, 본 발명은 여기에 개시된 디바이스들을 사용하여, 예를 들어 염증성 및 감염성 질환들을 포함하는, 질환들을 치료하기 위한 방법들을 제공한다. 본 발명은 그러한 디바이스들에 의해 유도되는 전신에 유익한 효과들이 소화계 외의 장기들 및 신체 부위들에 영향을 미치는 질환들을 포함하는, 다양한 질환의 치료를 위해 이용될 수 있다는 것을 개시한다. 몇몇 대표적인 실시예에서, 본 발명은 염증성, 감염성, 자가 면역 및 악성 질환들 또는 장애들의 치료에의 위장 캡슐의 사용을 개시한다. 몇몇 실시예에 따르면, 본 발명은 사용자가 질병에 걸리지 않은 경우라도, 사용자의 신체의 기능 및/또는 상태를 증진시키기 위한 위장 캡슐들의 사용을 개시한다.

본 발명은 몇몇 실시예에 따라, 위장 운동 장애들 및/또는 비만의 효율적인 치료에 특히 유용할 수 있고, 또한 다른 질환들 또는 장애들의 치료를 위해 사용될 수 있는 위장 자극 캡슐들 또는 벨트들을 제공한다. 여기에 개시된 개선된 위장 캡슐들 및 벨트들은 기계적 그리고/또는 전기적 자극, 및/또는 GI 기관 내 온도 변화의 유도 또는 이들 자극 중 임의의 자극의 임의의 유형의 랜덤한 조합을 포함하여, 다양한 자극을 대상체의 GI 기관 상에 인가하도록 구성된다. 또한 개선된 위장 캡슐들 및 벨트들은 습관화를 감소/회피함으로써, 장기적인 시간 기간 동안 반응성을 획득하여, 예를 들어, 효율적인 장기간 체중 감량, 또는 장기간 적절한 GI 운동을 이루기 위해 그것들의 작동 동안 자극의 파라미터들의 동적 변경들을 위해 구성된다. 본 발명은 먼저 GI 장애들 및 비만의 치료를 위한 GI 기관 내 랜덤한 방식의 온도 변화의 사용을 개시한다.

본 명세서에서 사용될 때, 그리고 본 출원에 전체에 걸쳐, 용어 "벨트"는 임의의 웨어러블 디바이스와 치환가능할 수 있다.

일 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 대상체의 위장 기관 벽(또는 그것의 부분)에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되는 위장 캡슐 또는 외부 웨어러블 벨트를 제공한다. 몇몇 실시예에 따르면, 상기 캡슐 또는 벨트는 대상체의 위장 기관 내부에서의 캡슐의 작용 동안 상기 적어도 하나의 물리적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 변경하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 자극의 적어도 하나의 파라미터를 동적으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 자극의 적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로/의사-랜덤으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 몇몇 유형의 자극의 몇몇 파라미터의 랜덤한 조합들을 랜덤으로/의사-랜덤으로 변경하도록 구성된다.

본 명세서에서 사용될 때, "적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로 변경하도록 구성된다"는 제어기를 언급할 때, 제어기가 자극의 파라미터(들)를 랜덤으로 또는 의사-랜덤으로 선택된 값들 사이에서 변경하도록 구성된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 제어기는 진동 자극의 주파수를 제1 주파수 및 제2 주파수 사이에서 변경하도록 구성될 수 있되, 제2 주파수는 알고리즘에 따라 제어기에 의해 랜덤으로 선택된다. 몇몇 실시예에서, 제1 주파수는 또한 제어기에 의해 랜덤으로 선택된다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 용어는 제어기가 대상체의 위장 기관 내부에서의 캡슐의 작용 동안 랜덤한 시점들에 자극의 파라미터(들)를 변경하도록 구성된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 제어기는 캡슐의 활성화 이후(캡슐에 의한 자극 인가의 시작 이후) 진동 자극의 주파수를 제1 및 제2 주파수들, 예를 들어, 약 0.1분 내지 60분 사이에서 변경하도록 구성될 수 있되, 시간은 제어기에 의해 랜덤으로 선택된다. 유사하게, 제어기의 독점적 알고리즘이 또한 상이한 유형들의 자극의 임의의 조합을 선택할 수 있고, 이러한 유형들의 자극의 각각은 그 자체로 랜덤으로 제어된다. 그에 따라, 몇몇 실시예에 따르면, 상기 알고리즘은 상기 유형들의 자극의 각각의 파라미터들이 제1 비트(beat)로부터 다음 비트까지 랜덤으로 결정되는 자극의 조합의 랜덤 무질서한 패턴을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐 또는 벨트의 진동을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되고, 적어도 하나의 파라미터는 진동 주파수이다.

수십 Hz의 범위의 진동 주파수는 위 및/또는 장의 연동 활성의 평균 주파수에 대응한다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 생리학적 범위 내 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 제어기는 진동 주파수를 생리학적 값들 미만 및 초과의 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 범위가 약 0.01 Hz 내지 약 10,000 Hz 이상에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 범위가 약 0.01 Hz 내지 약 5,000 Hz, 예를 들어 약 0.1 Hz 내지 약 1000 Hz에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 범위가 약 1 Hz 내지 약 500 Hz에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 범위가 약 1 Hz 내지 약 50 Hz에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "약"은 측정가능한 값을 언급할 때, 그러한 변경들이 의도된 목적을 이루기에 적절할 때, 명시된 값으로부터 +/-10%, 더 바람직하게는 +1-5%, 훨씬 더 바람직하게는 +/-1%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 +/-0.1%의 변경들을 포함하는 것으로 의도된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐 또는 벨트의 회전을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되고, 적어도 하나의 파라미터는 회전 주파수이다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 회전 주파수를 범위가 약 10,000 사이클/초 내지 약 1 사이클/분에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 회전 주파수를 약 10,000 사이클/초를 초과하는 값들 및 약 1 사이클/분 미만의 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에 따르면, 캡슐 또는 벨트는 캡슐 또는 벨트의 또는 그 안의 기계적 이동, 예를 들어 캡슐의 또는 벨트의 회전 또는 진동을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 기계적 이동의 패턴, 예를 들어 진동 방향, 회전 축 또는 기타가 변경될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 팽창-수축가능한 풍선을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 그러한 캡슐 또는 벨트는 제어기를 포함하는 캡슐 또는 벨트 바디를 포함하고, 풍선은 상기 캡슐 바디에 기능적으로 부착되며, 상기 풍선은 그렇게 함으로써 대상체의 위장 벽에 기계적 자극을 인가하기 위해, 제어기로부터의 명령에 응답하여 팽창 또는 수축하도록 동작가능하다. 이러한 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 파라미터는 풍선의 용적이며, 이는 풍선의 용적이 캡슐 또는 벨트의 작동 전체에 걸쳐 일정하게 유지되지 않음을 의미한다. 몇몇 실시예에서, 풍선은 그것의 팽창 시 위벽 또는 장벽(또는 그것의 부분들)과 접촉하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 풍선의 용적은 범위가 약 10 ml 내지 약 2000 ml에, 예를 들어 약 300 ml 내지 약 800 ml에, 예를 들어 약 400 ml 내지 약 700 ml에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 캡슐은 진동, 회전 또는 이들의 조합을 통해, 임의로 진동, 회전, 팽창/수축가능한 풍선 또는 이들의 조합을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐은 전기적 자극을 인가하도록 구성되고 적어도 하나의 파라미터는 전기 펄스 주파수 및 전기 펄스 강도 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

평균 위장 근전기 주파수는 3 사이클/분(0.05 Hz에 대응)이다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 전기 자극의 파라미터(들)를 생리학적 범위 내 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 제어기는 전기 자극의 파라미터(들)를 생리학적 값들 미만 및 초과의 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 전기 펄스 주파수는 범위가 약 0.01 Hz 내지 약 4000 Hz에 또는 심지어 약 10000 Hz에 이르는 값들 사이에서 변경된다. 다른 실시예들에서, 전기 펄스 주파수는 약 0.00001 Hz 내지 약 10000 Hz의 범위에서의 값들 사이에서 변경된다.

몇몇 실시예에서, 전기 펄스 강도는 범위가 약 0.01 mA 내지 약 10000 mA에, 예를 들어, 약 0.01 mA 내지 약 500 mA에 이르는 값들 사이에서 변경된다.

몇몇 실시예에서, 전기 펄스의 주파수는 범위가 0.0001초마다 한 번 내지 수 시간마다 한 번에 이르는 값들 사이에서 변경된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐이 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 더 구성된다.

이러한 실시예들에 따른 캡슐 또는 벨트는 저체온 효과 또는 온열 효과를 낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 온도는 범위가 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃에 이른다. 몇몇 실시예에서, 온도 변화는 단시간, 예를 들어, 수 초 이하 동안 유도된다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 대상체의 위장 기관 벽(또는 그것의 부분)에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되는 위장 캡슐 또는 벨트를 제공하며, 상기 캡슐은 상기 적어도 하나의 물리적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 대상체의 위장 기관 내부에서의 캡슐의 작용 동안 생리학적 값들 초과 및 미만 사이에서 변경하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 캡슐은 캡슐의 진동을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되고, 적어도 하나의 파라미터는 진동 주파수이다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 진동 주파수를 약 10 Hz 미만의 값들 내지 약 100 Hz를 초과하는 값들 사이에서, 예를 들어, 범위가 약 0.01 Hz 내지 약 10 Hz에 이르는 값들 내지 범위가 약 100 Hz 내지 약 10,000 Hz에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐은 전기적 자극을 인가하도록 구성되고 적어도 하나의 파라미터는 전기 펄스 주파수 및 전기 펄스 강도로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 몇몇 실시예에 따르면, 전기 자극은 전계 자극, 자계 자극 전자기 자극 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 전기 펄스 주파수를 약 0.05 Hz 미만의 값들 내지 약 1 Hz를 초과하는 값들 사이에서, 예를 들어, 범위가 약 0.00001 Hz 내지 약 0.05 Hz에 이르는 값들 내지 범위가 약 1 Hz 내지 약 10,000 Hz에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 전기 펄스 주파수를 범위가 약 0.01 mA 내지 약 10000 mA에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐 또는 벨트가 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 더 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 국부적 온도 변화를 범위가 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃에 이르는 값들 사이에서 일으키도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 적어도 하나의 파라미터 또는 몇몇 파라미터의 임의의 유형의 조합을 랜덤 무질서한 방식으로 변경하도록 미리 프로그램되도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 제어기는 자극의 유형들의 각각에 대한 적어도 하나의 파라미터를 랜덤 무질서한 방식으로 변경하도록 미리 프로그램되도록 구성된다.

다른 실시예들에서, 제어기는 적어도 하나의 파라미터를 변경하기 위한 명령들을 외부 소스로부터 수신하도록 구성된다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 캡슐 또는 벨트 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 구성되는 위장 캡슐 또는 벨트를 제공한다.

몇몇 실시예에서, 온도는 범위가 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃에 이른다. 몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 온도 변화를 단시간, 예를 들어 약 수 초 이하 동안 유도하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 국부적 온도 변화를 일으키도록 미리 프로그램되도록 구성된다.

다른 실시예들에서, 제어기는 국부적 온도 변화를 일으키기 위한 명령들을 외부 소스로부터 수신하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 신체 체중, 대사 작용 및 심혈관 상태, 및 임의의 다른 생리학적 파라미터를 포함하여 대상체의 생리학적 파라미터들에 따라 미리 프로그램되도록 구성된다. 제어기는 이러한 파라미터들에 기초하고 그에 따라 환자 맞춤인 알고리즘을 제공한다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 예를 들어, 생물학적 지표들을 감지함으로써, 타겟 장기로부터의 데이터를 수신하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 발생되는 자극이 신체의 상이한 장기들로부터 수신되는 데이터에 기초하여 변경되도록 학습 기구를 갖도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 대상체의 위장 벽(또는 그것의 부분)에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 더 구성된다.

몇몇 실시예에서, 본 발명의 캡슐들 또는 벨트들은 GI 기관 내 선택된 위치에 캡슐들을 확장 및 고정하도록 구성되는 하나 이상의 아암을 더 포함한다.

몇몇 실시예에서, 아암들의 캡슐 바디에 관한 위치는 캡슐의 작용 동안 개방 및 폐쇄 위치들 사이에서 변경될 수 있다. 몇몇 전형적인 실시예에서, 아암들이 오픈 업될 수 있는 정도는 범위가 0%(아암들이 폐쇄됨, 캡슐 바디를 따라 배치됨) 내지 100%(아암들이 밖을 향해 확장, 캡슐 바디에 수직)에 이른다. 몇몇 실시예에서, 아암들이 오픈 업되는 정도는 GI 기관 내에서 구체적인 타겟 영역의 직경에 따라 결정된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 개시된 캡슐들의 작용 또는 활성화는 캡슐이 GI 기관 내 타겟 부분에 도달할 때 그것이 활성화되도록, 그것의 섭취 이후 정의된 시간-기간 이후 시작되도록 설정된다. 지연은 범위가 수 초 내지 수 시간에 이를 수 있다. 예를 들어, 위에서의 활성화를 위해, 캡슐은 섭취 이후 1초 내지 10초, 또는 15분 내에 자동으로 활성화하도록 프로그램될 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 복부 또는 머리, 목, 팔, 및 다리를 포함하여 신체의 임의의 다른 영역에 외면적으로 부착되도록 구성되는 부착 요소, 대상체의 복부 또는 임의의 다른 장기의 적어도 부분에 자극, 예를 들어, 기계적 그리고/또는 전기적 자극을 인가하도록 구성되는 자극 모듈; 및 디바이스의 작동 동안 상기 기계적 그리고/또는 전기적 자극의 적어도 하나의 파라미터, 또는 파라미터들의 임의의 랜덤한 조합들을 랜덤으로 변경하도록 구성되는 제어기를 포함하는 자극 디바이스를 제공한다. 몇몇 실시예에 따르면, 기계적 그리고/또는 전기적 자극의 적어도 하나의 파라미터, 또는 파라미터들의 임의의 랜덤한 조합들을 랜덤으로 변경하는 것은 생리학적 값 초과 및 미만 사이에서 변경하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 부착 요소는 벨트, 스트랩, 스티커 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 된다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 복부 또는 신체의 임의의 다른 장기에 부착되도록, 그리고 대상체의 신체의 부분에 기계적 자극 및 전기적 또는 임의의 다른 유형의 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되는 외부 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 디바이스의 작동 동안 적어도 하나의 물리적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로 변경하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 복부 또는 임의의 다른 장기에 부착되도록, 그리고 대상체의 복부 또는 임의의 다른 장기의 부분에 기계적 자극 및 전기적 자극, 또는 이러한 자극들의 임의의 랜덤한 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되는 외부 디바이스를 제공하며, 상기 디바이스는 적어도 하나의 물리적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 디바이스의 작동 동안 생리학적 값들 초과 및 미만 사이에서 변경하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 대상체의 복부에, 또는 임의의 장기에 부착되도록 구성되는 외부 디바이스는 벨트 형태로 된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 개시된 디바이스들은 연속적인 자극을 유도하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 디바이스들은 간헐적인 자극을 유도하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용될 때, "간헐적인 자극"은 휴지기들("오프" 기간들)이 개재되는 활성기들("온" 기간들)에 의해 특징지어지는 자극을 나타낸다. 이러한 실시예들에 따르면, 변경되는 적어도 하나의 파라미터는 "온" 및 "오프" 시간 기간들을 포함할 수 있다. 진동 및/또는 회전에 의해 인가되는 기계적 자극에 대해, "온" 기간은 캡슐 또는 벨트가 진동 및/또는 회전하는 기간이다. 기계적 자극이 풍선을 통해 인가될 때, "온" 기간은 풍선이 팽창되는 기간을 지칭한다. 전기적 자극에 대해, "온" 기간은 전기 펄스들이 전달되는 기간을 지칭한다.

활성기는 범위가 수 밀리초에서 수십 분에 이를 수 있다. 또한 휴지기들은 범위가 수 밀리초에서 수십 분 또는 시간에 이를 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로 변경하도록 미리 프로그램되도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 제어기는 각각 수 밀리초마다 내지는 수 분 또는 시간마다 랜덤 무질서한 방식으로 변경되는 파라미터들의 조합을 랜덤으로 변경하도록 미리 프로그램되도록 구성된다.

다른 실시예들에서, 제어기는 적어도 하나의 파라미터를 랜덤한 값으로 변경하기 위한 명령들을 외부 소스로부터 수신하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 디바이스들은 입, 식도, 위, 십이지장, 소장, 대장, 결장 및 직장으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 위장 기관의 적어도 하나의 부분을 자극하도록 구성된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 디바이스들은 타겟 장기의 활동과 관련된 측정치들을 획득하기 위해 센서(들)를 이용함으로써, 타겟 장기들로부터의 데이터를 수신하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 디바이스들은 데이터가 타겟 장기로부터 수신되는 것에 기초하여 알고리즘을 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 디바이스들은 비만 또는 과체중의 치료를 위해 사용된다.

추가 실시예들에서, 캡슐 또는 벨트 디바이스들은 위마비, 변비, 및 가성 장폐색으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 위장 질환 또는 장애의 치료에 사용된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서 대상체의 비만 및 GI 운동 장애로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 필요 시 치료하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하는 단계, 및 위장 캡슐을 활성화하는 단계를 포함한다.

추가 실시예들에서, 염증성 질환, 감염성 질환, 자가 면역 질환, 대사 질환 및 악성 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 치료하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 필요 시 도입하는 단계를 포함하고, 상기 캡슐 또는 벨트는 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 기관 벽에 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되고, 적어도 하나의 물리적 자극은 기계적 자극, 전기적 자극 및 국부적 온도 변화로 이루어지는 군으로부터 선택되며; 그리고 상기 위장 캡슐 또는 벨트를 활성화하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 염증성 질환, 감염성 질환, 자가 면역 질환, 예를 들어 1형 및 2형 당뇨병, 죽상동맥경화증, 및 임의의 유형의 심장 질환을 포함하는 대사 질환 및 악성 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 치료하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 외부 디바이스를 대상체의 복부에 부착하는 단계를 포함하고, 상기 외부 디바이스는 대상체의 복부의 부분에 부착되고 활성화될 때 상기 부분에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성되며; 그리고 상기 외부 디바이스를 활성화하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 임상 상태는 염증성 질환이다. 몇몇 실시예에서, 염증성 질환은 염증성 창자 질환이다. 몇몇 실시예에서, 염증성 질환은 TNF-매개성 염증성 질환이다.

몇몇 실시예에서, 임상 상태는 감염성 질환이다. 치료될 수 있는 감염성 질환들은 박테리아, 바이러스, 진균 및 기생충 감염들을 포함한다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 감염성 질환은 위장 기관의 감염(만성 또는 급성)이다. 다른 실시예들에서, 감염성 질환은 위장 기관 외부의 감염이다. 몇몇 실시예에서, 감염성 질환은 전신 감염이다.

몇몇 실시예에서, 임상 상태는 자가 면역 질환이다.

몇몇 실시예에서, 임상 상태는 대사 질환이다. 몇몇 실시예에서, 대사 질환은 당뇨병이다.

몇몇 실시예에서, 임상 상태는 악성 질환이다. 몇몇 실시예에서, 악성 질환은 위장 기관의 악성 종양, 이를테면 내장의 악성 종양이다. 몇몇 실시예에서, 내장의 악성 종양은 전암 상태, 용종, 일차 종양 및 이차 종양으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

다른 실시예들에서, 악성 질환은 위장 기관 외부의, 위장 기관 이외의 신체 부위들의, 악성 종양이다.

몇몇 실시예에서, 악성 질환은 담낭의 악성 종양이다. 추가 실시예들에서, 악성 질환은 췌장의 악성 종양이다.

몇몇 실시예에서, 캡슐은 진동, 회전 또는 이들의 조합을 통해, 기계적 자극을 인가하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐의 진동을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 진동 주파수는 약 0.01 Hz 내지 약 10,000 Hz, 예를 들어 약 0.1 Hz 내지 약 1000 Hz의 범위이다. 몇몇 실시예에서, 진동 주파수는 약 10 Hz 내지 약 100 Hz의 범위이다. 몇몇 실시예에서, 캡슐은 그것의 작용 동안 진동 주파수를 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 캡슐의 회전을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 회전 주파수는 약 10,000 사이클/초 내지 1 사이클/분의 범위 내이다. 몇몇 실시예에서, 캡슐은 그것의 작용 동안 회전 주파수를 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 전기적 자극을 인가하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 전기적 자극은 약 0.01 Hz 내지 약 4000 Hz, 예를 들어 약 0.01 Hz 내지 약 1000 Hz 사이의 범위의 주파수에 의해 특징지어진다. 몇몇 실시예에서, 전기적 자극은 약 0.01 mA 내지 약 500 mA 범위의 강도에 의해 특징지어진다. 몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 그것의 작용 동안 전기적 자극의 주파수 및/또는 강도를 변경하도록 구성된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 GI 기관 내 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화들을 일으키도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 국부적 온도 변화들은 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃의 범위 내이다. 몇몇 실시예에서, 온도 변화들은 단시간 동안, 예를 들어 수 초 이하 동안 유도된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 연속적인 자극을 인가하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 캡슐은 간헐적인 자극을 인가하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트의 활성화는 캡슐이 GI 기관 내 타겟 부분에 도달할 때 그것이 활성화되도록, 그것의 섭취 이후 정의된 시간-기간 이후 시작되도록 설정된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 개시된 디바이스들에 의해 발생되는 물리적 자극은 식욕 감퇴, GI 기관을 통한 흡수 감소, GI 운동성 증가, GI 운동성 감소, 인크레틴 및/또는 인슐린, 또는 임의의 다른 유형의 호르몬 분비, 국부 또는 뇌 연결 뉴런 경로들 변경 및 박테리아 과다 증식 억제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 생리학적 효과를 유도한다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

몇몇 실시예에서, 필요 시 대상체의 GI 운동성을 증가시키기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

추가 실시예들에서, 필요 시 대상체의 GI 기관을 통한 흡수 불량을 유도하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

추가 실시예들에서, 필요 시 대상체의 GI 기관에서의 박테리아 과다 증식을 치료하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

몇몇 대표적인 실시예에서, 상기 방법은 클로스트리듐 디피실리 감염의 치료를 위해 적용된다. 임의의 특정 작용 이론 또는 메커니즘에 얽매이지 않고, 클로스트리듐 디피실리 감염은 만성이든 급성이든, 직접 내장의 운동성을 바꿈으로써 또는 국부적으로 또는 전신에 방출되는 호르몬 또는 임의의 다른 유형의 매개체의 유도를 통해 저해된다는 것이 고려된다.

또 추가 실시예들에서, 필요 시 대상체의 내장 미생물군집의 변질과 연관된 질환 또는 장애를 치료하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐 또는 벨트를 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

또 추가 실시예들에서, 대상체의 GI 운동 장애를 진단하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 여기에 설명된 바와 같은 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계, 및 대상체의 상기 GI 기관 내 위장 캡슐의 모션을 모니터링하는 단계를 포함한다.

임의의 특정 작용 이론 또는 메커니즘에 얽매이지 않고, 여기에 설명된 디바이스들에 의해 일어나는 유익한 효과들이 그 중에서도, GI 운동 그 자체를 바꿈으로써, 그리고/또는 국부적으로 또는 전신에 방출되는 호르몬 및/또는 다른 매개체의 유도를 통해 유도된다는 것이 고려된다. 그에 따라, 국부 및 전신 효과들 양자가 이루어질 수 있다. 또한 여기에 설명된 디바이스들에 의해 발생되는 자극은 그렇게 함으로써 GI 기관 내에, 뿐만 아니라 신체의 다른 부위들에서 유익한 효과들을 내기 위해, 위장 기관의 미주 신경, 및/또는 임의의 유형의 교감 또는 부교감 신경 분포들에 영향을 미칠 수 있다는 것이 고려된다. 또한 여기에 설명된 디바이스들에 의해 발생되는 자극은 그렇게 함으로써 GI 기관 내에, 뿐만 아니라 신체의 다른 부위들에서 유익한 효과들을 내기 위해, 면역계에 영향을 미쳐 예를 들어, 면역 세포들로부터의 케모카인 및 시토카인 분비를 바꿀 수 있다는 것이 고려된다.

디바이스에 의해 전달되는 상기한 유형의 신호들의 각각에 대해, 디바이스들에 의해 인가되는 자극의 랜덤한 동역학은 타겟 장기 또는 뇌, 또는 뇌-내장 축의 전달된 신호에 순응하고 그에 따라 그것의 효과를 방해할 수 있는 능력을 넘어서기 위한 방법을 제공한다. 또한 뇌 또는 위장 기관의 임의의 부분의 자극에 대한 적응을 방지함으로써, 장기간 효과를 가능하게 하기 위한 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에 따르면, 개시된 치료 방법들 및 디바이스들은 체중 감량 프로세스, 이를테면 체중 감량을 위해 사용되는 식이요법 또는 시술 또는 디바이스 이후 체중 회복을 방지하기 위해 사용될 수 있다.

자극의 랜덤화는 자극의 속도 및 크기 양자의 랜덤화를 포함할 수 있다.

본 발명의 이러한 그리고 추가 측면들 및 특징들이 도면들, 상세한 설명 및 뒤따르는 청구범위로부터 분명해질 것이다.

도 1은 몇몇 실시예에 따른 자극 캡슐을 개략적으로 도시한다;
도 2는 몇몇 실시예에 따른 외부 자극 디바이스를 개략적으로 도시한다;
도 3은 몇몇 실시예에 따른 외부 제어기 및 자극 디바이스의 설정을 개략적으로 도시한다;
도 4a는 몇몇 실시예에 따른 제1 상태의 풍선을 갖는 자극 캡슐을 개략적으로 도시한다;
도 4b는 몇몇 실시예에 따른 제2 상태의 풍선을 갖는 자극 캡슐을 개략적으로 도시한다;
도 5는 몇몇 실시예에 따른 자기적으로 구동되어 진동하는 자극 캡슐을 개략적으로 도시한다;
도 6은 몇몇 실시예에 따른 전극들을 갖는 자극 캡슐을 개략적으로 도시한다;
도 7은 몇몇 실시예에 따른 자극 디바이스의 블록도를 도시한다;
도 8은 몇몇 실시예에 따른 자극 방법의 흐름도를 도시한다;
도 9는 몇몇 실시예에 따른 제1 실험 결과를 도시한다;
도 10은 몇몇 실시예에 따른 제2 실험 결과를 도시한다, 그리고
도 11은 몇몇 실시예에 따른 제3 실험 결과를 도시한다.

인체에서 대부분의 장기는 규칙적인 일정한 리듬으로 기능한다. 규칙적인 자극을 인체 장기들에 제공하는 것은 특정 시간 기간 내 장기의 적응과 연관된다. 유사한 메커니즘이 식이 요법 절차들 이후 체중 회복을 초래하고 있다.

식이요법들 및 내시경 그리고 외과적 수술들 양자는 장기간 체중 감량을 유지하는 데 실패한다. 그에 따라 체중 감량 지속 및 체중 회복의 방지가 주요 문제들이다. 대부분의 식이 요법 절차들은 단지 단기간 동안 효과적이다.

식이요법은 적어도 부분적으로 에너지 섭취의 제한을 통해, 체중을 감소하기 위해 음의 에너지 균형을 만들기 위한 의도적인 노력으로 정의된다. 대사 작용 루트를 통한 식이요법(알약들을 사용하여 체중을 조절하려는 시도들) - 무지방 조직 손실 및 지방 제외 체중의 킬로그람당 대사율 감소. 생물학적으로, 인체는 식이요법 프로세스를 굶주림의 형태로 느낀다.　 따라서, 신체는 신진 대사를 느리게 하고 음식에 대한 열망을 증가시키는 원시 생존 모드로 전환한다.　각 식이요법에 따라, 신체는 학습 및 적응하여, 반등 체중 증가를 야기한다.　 행동 루트를 통한 식이요법(식습관 제어) - 배고픔 및 음식의 보상 가치 증가. 이러한 방법은 본유적인 허기 및 포만 신호들을 끊고, 허기지지 않을 때 먹는 것 그리고 생물학적 식사 신호들의 불신을 발달시키는 것이 더 쉬워진다. 무지방 조직을 최소한으로 손실하는 체중 감량을 조장하기 위해 고수준의 단백질 및 최소한의 탄수화물로 하루 800 kcal를 제공하며, 적절한 영향을 보장하기 위해 비타민, 미네랄, 전해질 및 지방산을 보충하는 초저열량 식이요법(VLED; Very-low-energy diet)이 사용된다. 그러나, 모두 환자들의 대다수에서 신체 적응 및 체중 회복과 연관된다. 많은 식이 요법 절차에 대해, 모든 다이어터의 90%가 3년에 걸쳐 체중을 회복했다. 체중 감소를 이루면서, 위의 크기를 감소시키기 위한 내시경 또는 외과적 수술들, 위를 채우기 위한 위내삽입용 풍선, 및 비만 수술들, 이를테면-위소매 절제술, 담도 췌장 우회술, 위우회 수술은 장기간 체중 관리에는 성공적이지 못하다.

식욕 조절은 많은 식욕 유발 및 식욕 억제 펩티드 호르몬을 수반한다. 그렐린 생성 세포들은 위장 기관에 전체에 걸쳐 확인되나 위바닥의 장내 분비 세포들이 그 생성의 주요원이다. 그렐린은 유일한 순환성 내장 식욕 유발 호르몬이다. 그것은 에너지 대사를 조절하고 공복 신호로서 작용한다. 그렐린 관리는 에너지 섭취를 증가시키고 체중 증가를 유발한다. 급성 설정에서, 그것의 수준들은 절식에 의해 높아지고 식사 이후 또는 경구 포도당 부하 검사 이후 억제된다. 만성 상태에서, 그것의 수준들은 비만인에서 높고 마른 대상체들에서 낮다. 그렐린 수준들은 생리 장애 하에서 강화된다. 그렐린 축은 에너지 항상성, 지방생성, 인슐린 조절, 음식 스트레스로 유발된 음식 섭취와 연관된 보상에서 역할을 한다.

그렐린은 동적으로 조절되는 말초의 공복 신호이다. 구심성 미주 신경 경로는 섭취된 영양소가에 대한 정보가 중추 신경계(CNS)에 도달하여 섭식 행동에 영향을 미치는 신경 경로이다. 그렐린은 내장 영양소를 CNS에 신호 전달하고 에너지 소비를 낮추면서 음식 섭취를 상위-조절한다. CNS에서, 그렐린은 식욕 및 에너지 소비의 조절 영역들로 알려진, 시상하부 및 변연계에 작용한다. 시상하부에서의 그것의 효과들은 허기, 음식 섭취 및 지방 축적 신호 전달을 증가시켜, 체중 증가를 촉진하는 항상성 경로들에 의해 매개된다. 시상하부에서의 AMP-활성 단백질 키나제(AMPK)는 에너지 균형을 조절한다. 그렐린은 멜라노코르틴 및 엔도카나비노이드 시스템들을 포함하여, 신경 내분비 링크들의 네트워크를 통해 그것의 효과를 발휘한다. 시상하부 핵, 해마, 편도체, 꼬리 뇌 줄기, 및 중간 뇌 도파민 작동성 뉴런들은 그렐린의 식욕 유발 작용들에서 역할들을 한다. 유일하게 알려진 그렐린 수용체는 CNS의 몇몇 별개의 영역에 위치된 성장 호르몬 분비 촉진제 수용체(GHSR; growth hormone secretagogue receptor)이다.

그렐린은 중추로 그리고 GI 기관에 영향을 미침으로써 작용하여, 골격근 성장 및 지방 분해를 증가시켜, 단백질 붕괴, 및 체지방 이용을 감소시킨다. 그렐린 관리는 설치류 및 인류 양자에서 고혈당을 야기한다. 그것은 췌장으로부터의 인슐린 방출을 저해하고, 간 포도당 생성을 증가시키며, 근육 및 지방 조직들에서의 포도당 처리를 방해하며, 이는 고혈당 및 내당능 손상을 초래한다. 그렐린은 뉴로펩티드 Y(NPY) 뉴런들을 자극하나, 음식 섭취를 조절하기 위한 프로-오피오멜라노코르틴 뉴런들은 자극하지 않는다.

그렐린이 포만 신호를 전달하기 위한 유일한 말초 호르몬이기 때문에, 그것의 신호 전달을 저해하는 것이 비만 억제 치료들에 대한 타겟으로 평가된다. 그렐린의 효능은 식욕 부진을 수반하는 질환들, 음의 에너지 균형, 전신 감염, 및 위마비, 암, 악태증, 심혈관 장애들, 만성 심부전, 만성 신부전, 화학 요법, 관절염, 및 감염성 창자 질환에서 테스트되었다. 그렐린 작용약들은 운동 감약 장애들의 치료를 위해 개발되었고 펩티도미메틱스 TZP-102가 당뇨병 위마비에 대한 단계 2 임상 실험들 중에 있다.

체중 감량은 체중 회복을 촉진하는 식욕 및 에너지 소비의 변화를 일으킨다. 체중 감량 동안 그렐린의 증가가 회복과 연관되는지 여부는 불분명하다. 순환성 그렐린이 체중 감량에 대한 적응적 반응에 관여하는 경우, 그것의 수준들은 식이요법에 따라 변화되어야 한다. 식사 제한은 보통 초기 체중 감량을 야기하지만, 비만 다이어터들의 대다수는 그들이 감소한 체중을 유지하는 데 실패한다. 식이 유도 체중 감량은 배고픔의 보상적 증가를 야기하여, 체중 회복을 조장하는 그렐린 억제를 감소시킨다. 그렐린 수준 증가를 포함하여, 체중 감량을 동반하는 보상적 대사 변화는 체중 회복 및 장기간 체중 감량 유지의 어려움의 한 원인이 된다. 최근 보고서는 추적 기간에 따른 의도적인 체중 감량 동안 그렐린, 렙틴, 및 인슐린의 변화가 체중 회복을 촉진하는 것을 밝혔다.

12주의 고지방식 섭식은 활꼴 뉴로펩티드 Y(NPY)/AgRP(agouti-related protein) 뉴런들에서의 그렐린 저항을 야기한다. 식이 유도 비만 그렐린-녹아웃 쥐들은 정상 쥐와 비교하여 칼로리를 제한한 체중 감량 이후 체중 회복 감소를 보여, 그렐린이 칼로리를 제한한 체중 감량 이후 반등 체중 회복을 매개한다는 개념을 더욱 지지한다.

그렐린 수준들은 마른 설치류에서 절식에 의해 증가되고 인류에서는 식사 이전에 높아져, 식사 개시에 그렐린에 대한 중요한 역할을 제시한다. 그러나, 비만인에서, 순환성 그렐린 수준들은 마른 개체들에 비해 상당히 감소되는 것으로 밝혀졌다. 비만을 유발하는 가장 중요한 그렐린 저항은 행동 및 위로부터의 그렐린 분비 장애를 조절한다. 체중 감량은 그렐린 분비 및 기능을 회복시킨다. 그렐린 저항이 식품 유용 시간 동안 체중 설정점을 보다 높게 유지하는 메커니즘이라는 것이 제안되었다. 그렐린 분비는 비만 쥐들에서 감소되었으나 그것의 주간 조절은 유지할 수 없게 되었다. 절식 및 재섭식 시 그렐린 분비의 어떤 변화도 보이지 않았다. 외인성 그렐린의 식욕 유발 효과들에 대한 민감도는 음식물 또는 지방이 적은 음식을 먹인 마른 쥐들과 비교할 때 비만 쥐들에서 감소되었다. 비만 쥐들의 그렐린에 대한 무감각은 체중 감량 시 향상되었다.

1년 무작위 대조 실험에서, 칼로리를 줄이는 식이 또는 운동을 통해 이루어지는 보다 많은 체중 감량이 과체중 또는 비만인 폐경기 이후의 여성에서 증가된 그렐린 수준과 연관되었다. 총 그렐린의 변화는 아디포넥틴의 변화와 연관된 렙틴, 인슐린 및 인슐린 저항성의 변화와 역비례하여 연관되었다. 무작위 임상 실험에서, 12개월 추적 기간에 따라, 식이, 운동, 및 다이어트약을 포함한 개입을 따른 비만인 멕시코-미국 여성은 그렐린 수준들이 6개월에 증가했으나 체중 감량 그룹에서는 12개월에 기준치로 돌아갔다. 기준치 그렐린 농도는 12개월 이후 이루어진 체중 감량의 정도와 직접적으로 관련되었다. 데이터는 그렐린이 대응 조절 메커니즘으로서 체중 감량에 반응하여 상승한다는 것을 암시했다. 저 탄수화물 아침 식사 또는 고 탄수화물 및 단백질 아침 식사에 의한 등가 열량 식이로 무작위화된 193명의 비만 성인 남성 및 여성의 연구에서, 고 탄수화물 및 단백질 아침 식사가 배고픔, 굶주림 및 그렐린 억제의 식이 유도 보상적 변화를 감소시킴으로써 체중 회복을 방지했다.

모집단 기반 연구들은 체중 감량 및 회복의 반복적인 순환이 장래 체중 회복과 연관될 수 있다는 것을 암시한다. 횡단적 연구는 159명의 중량이 안정된 과체중 폐경기 이후의 여성에서 혈청 그렐린을 포함하여, 빈번한 체중 감량 및 생체 지표들의 이력 간 관계를 평가했다. 10 lb 넘게 의도적으로 감량한 빈도에 의해 특징지어지는, 보다 높은 정도의 체중 순환은 보다 높은 농도의 그렐린을 포함하여, 식욕 자극 호르몬 측면과 연관되었다. 8주 저열량 식이 프로그램을 받고 식이요법 치료를 마치고 6개월 후 회복자들((>/=10 % 감량 체중 회복) 및 비-회복자들(<10 % 감량 체중 회복)로 분류된 88명의 과체중/비만 환자들의 다른 연구에서, 회복자들은 비-회복자들보다 높은 기준치 및 치료 후 렙틴/그렐린(L/G)을 보였다. 기준치에서 보다 높은 혈장 렙틴 및 보다 낮은 그렐린 수준들을 갖는 대상체들은 감량 체중을 회복하기 더 쉬웠다.

BioEnterics 위내삽입용 풍선으로 치료한 43명의 환자의 전향적 연구에서, 병적이지 않은 비만 환자들에서 그렐린 과민 반응이 보다 큰 단기간 치료 효능 및 비만의 체중 회복으로 기우는 것을 갖는 것으로 특징지어졌다. 위소매절제술(SG) 이후 5년 추적 연구에서, 상당한 체중 회복 및 극심한 환류가 몇몇 환자에서 기술되었다. 그렐린 수준들은 수술 후에 낮게 유지되었다. 그렐린 수준들은 위절제 이후 감소되었고 수술 후 12개월 동안 회복되지 않았다. 이러한 실험에서, 식욕 지수는 12개월 동안 상당히 증가했다. 초기 체중의 17%의 위우회술 이후 식이 유도 체중 감량은 24시간 그렐린 측면에 대한 곡선 하 영역에서 24% 증가와 연관되었다. 위우회술은 수술의 체중 감소 효과의 한 원인이 된, 눈에 띄게 억제된 그렐린 수준들과 연관되었다.

체중 회복은 루와이 위우회술(RYGB; Roux-en-Y gastric bypass) 이후 주요 관심사이다. 24명의 환자의 연구에서, RYGB 이후 체중이 회복된 환자들에서 내장 호르몬의 분비는 만족스러운 체중 결과를 갖는 환자들에서 내장 호르몬의 분비와 상이했다. 식사 자극 이후, GIP 및 GLP-1의 감소된 수준들은 체중 회복의 프로세스에서 내장 호르몬의 영향을 나타낼 수 있다. 그렐린 분비에서는 어떤 차이도 없었다. 45명의 환자의 추적에서, 보다 높은 수술 전 그렐린 수준들은 RYGB 이후 체중 회복에 보다 민감한 환자들을 확인할 수 있었다. 다른 연구에서, 수술 전 그렐린, 인슐린, 및 렙틴의 측정은 RYGBP 이후 장 기간 체중 감량 또는 회복의 예측 변수들로서 유용하지 않다.

SHAPE(Screened Health Assessment and Pacer Evaluation) 실험은 체중 감량을 위해 삽입가능한 위 자극제(IGS)의 효능을 결정하기 위해 24개월 무작위 멀티센터 플라시보 조절 연구였다. 24개월에 대조군은 치료군에서의 체중 감량과 상당히 상이한 기준치로부터의 체중 증가를 보였다. 12개월에, 절식 그렐린은 대조군에서가 아니라 치료군에서 상당히 증가했다. 혈장 그렐린의 식사 후 억제 또는 절식 및 식후 PYY 수준들에서는 어떤 상당한 변화도 관찰되지 않았다. 데이터는 IGS가 체중 감량과 연관된 절식 혈장 그렐린 수준들의 증가를 방지한다는 것을 암시했다.

본 발명은 몇몇 실시예에 따라, 타겟 장기, 이를테면 위장 기관 또는 인체에서의 임의의 다른 장기를 자극하기 위한 디바이스들을 제공한다. 몇몇 실시예에서, GI 기관의 상이한 부분들의 벽들에 물리적 자극을 인가할 수 있는 위장 캡슐이 제공된다.

다른 실시예들에서는, 외부 디바이스, 이를테면 타겟 장기, 이를테면 대상체에 의해 착용되도록, 그리고 착용 시, GI 기관의 부분에 물리적 자극을 인가하도록 구성된 벨트가 제공된다.

몇몇 실시예에 따르면, 여기에 개시된 디바이스들은 자극의 무질서한 동역학(무질서한 리듬)으로 특징지어지며, 이는 그것들이 그것들의 작동 동안 자극의 파라미터들을 랜덤으로 변경하도록 구성됨을 의미한다. 몇몇 실시예에 따르면, 용어들 "무질서한" 및 "랜덤"/"랜덤으로"는 호환하여 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 무질서한/랜덤한 유형의 자극은 각각이 그 자체로 또는 모두 함께, 상이한 패턴들, 상이한 크기 또는 상이한 리듬들의 자극에 의해 유도될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 여기에 개시된 디바이스들은 자극의 무질서한 동역학(무질서한 리듬)으로 특징지어지며, 이는 그것들이 각각 랜덤한 방식으로 변경되는 다양한 유형의 자극의 상이한 조합들을 랜덤으로 선택하도록 구성될 수 있음을 의미한다. 몇몇 실시예에 따르면, 무질서한/랜덤한 유형의 자극의 조합은 각각이 그 자체로 또는 모두 함께, 상이한 패턴들, 상이한 크기 또는 상이한 리듬들의 자극에 의해 유도될 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, "위장 캡슐"은 위장 기관에서 나아가 작동하는 캡슐을 지칭한다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "위장"은 입, 식도, 위, 십이지장, 소장, 대장 및 결장 및 직장을 지칭한다. 위장 캡슐은 위 직접적인 자극을 위장 기관의 상이한 부분들에 인가한다. 그러나 직접적인, 국부적 자극에서 기인하는 효과들이 위장 기관 시스템 소화계에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 그 결과로 전신 효과들이 생겨, 소화계 내 및 외의 신체 부위들에 영향을 미칠 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "벨트"는 자극을 전달할 수 있는 임의의 유형의 외부 디바이스를 지칭한다. 이들은 임의의 유형의 웨어러블 디바이스들, 이를테면 목걸이, 시계, 피부 상 어디에든 붙일 수 있는 패치, 직장 디바이스, 팔찌, 임의의 유형의 속옷의 속셔츠, 임의의 유형의 셔츠, 팬츠, 또는 양말, 또는 신발, 열, 또는 임의의 다른 웨어러블 디바이스를 포함한다.

본 명세서에서 사용될 때, 그리고 본 발명 전체에 걸쳐, 용어들 "랜덤", "의사-랜덤" 및 "동적" 및 "무질서"는 호환가능하고, 적어도 타겟 장기/영역에서의 자극에 대한 습관화 효과를 방지 또는 감소시키는 정도까지의, 임의의 또는 비체계적인, 자극 파라미터(들)의 변화를 지칭한다.

몇몇 실시예에 따르면, 랜덤/의사 랜덤인 변화는 자극의 부분들에 적용할 수 있고 반드시 다른 부분들에 적용할 필요는 없을 수 있다. 예를 들어, 자극 신호는 다수의 주파수를 포함할 수 있고, 랜덤/의사 랜덤한 변화는 주파수들 중 몇몇에 적용될 수 있으나, 다른 주파수들에는 적용되지 않을 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 자극은 상이한 시간들에 적용되는 상이한 섹션들/간격들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 자극 파라미터(들)는 몇몇 섹션/간격에서 랜덤으로 변화/변경될 수 있으나, 다른 섹션/간격들에서는 그렇지 않을 수 있다.

예를 들어, 몇몇 실시예에서, 본 발명의 캡슐 또는 벨트는 예를 들어, 담낭, 간, 및 췌장을 포함하여, GI 기관과 직접 또는 간접적으로 연관된 장기들에 대한 간접적인 효과를 유도하며, 이는 캡슐이 이러한 장기들 내에서 작용되는 것이 아니라 이러한 장기들에 영향을 미치는 전신에 영향을 주는 효과들을 유도할 수 있음을 의미한다. 또한 이러한 디바이스들은위장 기관의 부분이 아닌 신체의 다른 장기들에 미치는 효과를 발휘할 수도 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디바이스들은 자극의 파라미터들 이를테면 길이, 강도 및 주파수에 대한 최적화된 제어를 위한 수단, 뿐만 아니라 온도 변화를 포함하여 자극을 유도하기 위한 신규한 수단을 포함한다. 디바이스들은 저 및/또는 고 주파수들로 작동할 수 있으며, 이는 특정 요구에 따라 선택되고 달라질 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 디바이스들은 소화계 또는 신체의 임의의 다른 기관계에서 조절되는 다양한 프로세스에 영향을 미칠 수 있는 국부적인 물리적 자극을 발생시킨다. 국부적인 물리적 자극이 소화계와 관련된 반사활 및 조절 경로들을 활성화시킨다는 것이 고려된다. 또한 본 발명은 다양한 임상 및 진단 어플리케이션들에 방법들 및 그러한 디바이스들의 사용을 제공한다.

위장 자극 캡슐

바람직하게는 본 발명의 실시예들에 따른 캡슐은 필요 시 대상체에 의해 흡입가능하고 섭취된다. 섭취 이후, 캡슐은 GI 기관의 정상 연동 운동에 의해 GI 기관을 통해 나아가 자연적으로 배출된다.

대안적으로, 캡슐은 침습성 절차, 내시경 절차, 복강경 수술 절차 및/또는 외과적 개복술 절차를 사용하여 GI 기관 내로 삽입되도록 조정될 수 있다.

캡슐은 그것의 기계적 자극, 전기적 자극, 온도/열 변화, 또는 이들의 조합을 유도하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 기계적 자극은 그것의 진동, 회전 또는 조합을 통해 캡슐에 의해 인가된다. 기계적 진동등 및/또는 회전들은 GI 기관의 부분 내에 포함되는 유미에 자극이 될 수 있고/거나 진동하는/회전하는 캡슐에 의해 GI 기관의 벽들에 직접 인가될 수 있다. 그에 따라, GI 기관 내면과의 캡슐의 직접 접촉은 기계적 자극을 유도하기 위해 요구되지 않을 수 있다. 기계적 자극을 유도하기 위한 캡슐의 이동은 해당 기술분야에 알려진 바와 같이, 캡슐에 내포되는 요소들에 의해 실현된다.

캡슐을 구성하는 요소들은 통상적으로 생체에 적합하고 비외상성이다. 그것들은 임의의 적합한 재료, 이를테면 금속 또는 플라스틱, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 캡슐은 통상적으로 캡슐의 모든 전기적 요소들에 전력을 제공하기 위해, 전원, 이를테면 배터리를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 전원은 충전가능하고/거나 교체가능할 수 있다.

캡슐은 원형 또는 타원형일 수 있다. 통상적으로, 캡슐 바디의 직경은 범위가 약 8 mm 내지 15 mm에 이른다. 캡슐 바디의 통상적인 길이는 범위가 약 10 mm 내지 20 mm에 이른다. 아암들이 포함되는 경우, 그것들의 길이는 통상적으로 약 50 mm 이하이다.

이제 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 캡슐의 개략적인 도해를 도시하는, 도 1을 참조한다. 캡슐(100)은 자극 전달 메커니즘 이를테면 하나 이상의 아암(112 및 114), 및 제어기, 이를테면 아암들(112 또는 114) 중 하나 이상을 캡슐 바디(104)에 관해 이동시키도록 액추에이터(110)의 작동을 명령하기 위한 제어 회로(150)를 이용하여 기계적 자극 및/또는 전기적 자극 및/또는 온도/열적 변화를 유도할 수 있는 캡슐 바디(104)를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 아암들(112 또는 114)의 캡슐 바디(104)에 관한 위치는 개방에서 폐쇄로 그리고 그 반대로 제어 및 변화될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 캡슐(100)은 캡슐 바디(104)에 기능적으로 그리고 기계적으로 연결되는 팽창/수축가능한 풍선(116)을 더 포함하되, 그것의 팽창/수축은 풍선(116) 내 그리고 그로부터의 기체 및/또는 유체를 펌핑하도록 구성된 펌프(118)를 통해 제어된다. 몇몇 실시예에 따르면, 펌프(118) 및 풍선(116)은 기체를 풍선(116)으로 그리고 그로부터 제공하기 위해 캡슐 바디(104) 내 기체 컨테이너에 연결될 수 있다.

외부 디바이스

바람직하게는 본 발명의 실시예들에 따른 외부 디바이스는 대상체의 신체 상에 부착된다. 몇몇 실시예에서, 외부 디바이스는 대상체에 의해 대상체의 허리 또는 몸통 주위에 착용되도록 구성된 벨트 형태로 된다. 몇몇 실시예에서, 외부 디바이스는 패치 또는 시계 또는 팔찌 또는 모자, 양말, 신발을 포함하는 임의의 유형의 웨어러블 물체 형태로 된다. 부착 이후, 외부 디바이스는 적어도 하나의 물리적 자극, 이를테면 기계적 자극을 유도하도록 작동된다. 몇몇 실시예에서, 기계적 자극은 진동, 압력의 유도 또는 다른 기계적 자극들을 통해 인가된다. 몇몇 실시예에서, 자극은 온도, 또는 광, 또는 임의의 다른 유형의 에너지 전달을 포함하여, 디바이스에 의해 발생될 수 있는 임의의 다른 유형의 생리학적 신호의 변화를 통해 인가된다.

이제 대상체의 허리 또는 몸통 주위에 부착되도록 구성된 벨트 형태로 된 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 외부 디바이스(200)의 개략적인 도해를 도시하는, 도 2를 참조한다. 디바이스(200)는 기계적 자극을 포함할 수 있는 자극 유닛(210)을 더 포함한다. 자극 유닛(210)은 자극의 파라미터들을 제어하도록 구성된 내부 제어기(미도시)를 포함한다. 디바이스(200)는 대상체의 신체에 대한 그것의 부착을 위한 수단 이를테면 스트랩(270)을 더 포함한다.

몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 디바이스(캡슐 또는 웨어러블) 내에 통합될 수 있거나, 또는 제어기는 자극 제공 유닛(들)과 통신하는 외부 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 그러한 제어기는 모바일 디바이스 이를테면 휴대폰 또는 태블릿, 데스크탑, 랩탑, 서버 또는 그 밖에 유사한 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 외부 제어기는 위장 캡슐 또는 벨트와 통신할 수 있다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 외부 제어기, 이를테면 모바일 디바이스(380), 및 자극 디바이스(310)의 설정(300)을 개략적으로 도시하는 도 3을 참조한다. 몇몇 실시예에 따르면, 모바일 디바이스(380)는 무선 통신 링크(390)를 통해 자극 디바이스(310)와 통신하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 무선 통신 링크(390)는 와이파이, 블루투스, IR, NFC 또는 그 밖에 유사한 것일 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 랜덤화/변경 기술/알고리즘은 사용자 특징들 및/또는 이전 학습에 기초하여 구성가능할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 기술(들)은 사용자의 대사율, 연령, 기타의 건강 상태에 기초할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 자극의 랜덤한 조합을 발생시킬 내장 알고리즘을 가질 것이다.

몇몇 실시예에 따르면, 또한 제어기는 타겟 장기에 발생되는 데이터의 수신기이다.

몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 그것이 타겟 장기들로부터 수신하는 데이터에 기초하여 그것이 전달하는 자극의 유형을 변경할 수 있는 자율-학습 알고리즘을 갖는다.

몇몇 실시예에 따르면, 이러한 변경들은 직후의 자극이 내부 학습 기구에 따라 이미 변경됨에 따라 즉시 이루어질 수 있다.

다른 장기들로의 자극의 유도

몇몇 실시예에서, 자극의 무질서한 동역학에 의해 특징지어지는 자극 디바이스들은 GI 기관 외의 장기들로 자극을 유도하기 위해 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 촉진 디바이스들은 내시경 절차를 포함하는 침습성 절차, 방사선학적 절차 또는 복강경 수술 절차를 포함하는 수술 절차를 사용하여 타겟 장기 내로 삽입되도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 촉진 디바이스들은 기계적 자극, 전기적 자극 및 온도 변화로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 포함할 수 있다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 제1 상태의 풍선(412)을 갖는 자극 캡슐(400)을 개략적으로 도시하는 도 4a를 참조한다. 몇몇 실시예에 따르면, 자극 캡슐(400)은 풍선(412)의 팽창 및 흡수에 의해, 압력을 인가하는 수단에 의해 그리고/또는 용적 공간의 충전에 의해 자극을 제공하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 팽창 및 수축은 제어 회로(450)에 의해 제어되는 펌프(410)를 이용하여 수행되며, 이는 동적 랜덤화된/비체계적인 방식으로 팽창 및 수축에 의한 자극 패턴을 인가하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 풍선(412)은 수축 상태에 있다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 제2 상태의 풍선(413)을 갖는, 도 4a의 자극 캡슐(400)에 개시된 바와 같은, 자극 캡슐(401)을 개략적으로 도시하는 도 4b를 참조한다. 도시된 바와 같이, 풍선(413)은 팽창 상태에 있으며, 이때 압력이 자극 캡슐(401)의 주위 조직에 인가될 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 캡슐 또는 외부 디바이스들은 그것의 물리적 이동에 의해 자극을 인가/전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 이동은 진동, 회전 기타를 포함할 수 있다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 자기적으로 구동되어 진동하는 자극 캡슐(500)을 개략적으로 도시하는 도 5를 참조한다. 몇몇 실시예에 따르면, 자극 캡슐(500)은 자기적 요소, 예를 들어 자기적 세장형 요소/부재, 이를테면 캡슐 바디(504) 내 엔클로저(510)에서의 자기적 샤프트(518)의 이동을 통해 이루어짐으로써, 캡슐 바디(504)의 이동에 제어된 속도로 영향을 미치는, 진동에 의한 자극을 제공하도록 구성된다.

몇몇 실시예에 따르면, 자기적 샤프트(518)의 이동은 그것 주변 자기장의 변화에 의해, 예를 들어 자기장 변경 요소들, 이를테면 변경 동작 신호를 인가하는 제어기(550)에 의해 제어되는, 전자석들(514 및 512)의 활성화에 의해, 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 캡슐(500) 및 그 내부 구성요소들은 캡슐 바디(504) 내 배터리(554)를 통해 공급되는 전력에 의해 작동될 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 캡슐의 물리적 이동을 이루기 위한 다른 메커니즘들, 예를 들어, 세장형 샤프트를 기계적으로 회전시키도록 구성된 액추에이터(전기 모터)가 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 세장형 샤프트의 회전은 세장형 샤프트의 질량 중심을 통과하지 않는 회전 축 상에서 이루어질 수 있다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 전극들, 이를테면 제1 전극(612) 및 제2 전극(614)을 갖는 자극 캡슐(600)을 개략적으로 도시하는 도 6을 참조한다. 몇몇 실시예에 따르면, 제1 전극(612) 및 제2 전극(614)은 캡슐 바디/하우징(604) 상에 조립되거나 그것과 통합적으로 형성되어, 자극 캡슐(600)의 환경과 전기 접촉하기 위해 적어도 부분적으로 노출된다. 몇몇 실시예에 따르면, 제1 전극(612) 및 제2 전극(614)은 제어기, 이를테면 프로세싱 회로(650)로부터 수신되는 파라미터 구성들에 기초하여 자극 신호를 생성하도록 구성된 신호 발생기(610)에 의해 자극 신호를 제공받는다. 몇몇 실시예에 따르면, 프로세싱 회로(650)는 습관화를 방지하기 위해, 세미-랜덤한 또는 비-체계적인 자극을 발생시키기 위해 파라미터들을 변경하도록 구성된다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 자극 디바이스(700)의 블록도를 도시하는 도 7을 참조한다. 일반적으로, 몇몇 실시예에 따르면, 자극 디바이스(700)는 자극 전달 메커니즘(712)을 작동하도록 구성되는 액추에이터(임의적)(710)에 전달될 랜덤한 변경 신호를 생성하기 위한 신호 발생기(752)를 내부에 내장할 수 있는 제어기(750)를 포함할 수 있다. 임의로, 몇몇 실시예에 따르면, 자극 디바이스(700)는 자극의 효과를 나타내는 측정치들을 획득하기 위한 센서(730)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 센서(730)는 온도 센서, 특정 분자들을 검출하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있고, 그 다음 측정치들은 그것에 기초하여 자극 파라미터들을 변경하기 위한 제어기(750)로 다시 전송될 수 있다. 몇몇 실시예에 따르면, 또한 제어기는 예를 들어 장기의 작용 또는 상태를 나타내는 파라미터들을 측정하는 것에 의해, 타겟 장기들로부터 데이터를 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다. 몇몇 실시예에 따르면, 내장된 알고리즘은 제어기에 의해 장기로부터 수신/측정되는 데이터에 기초하여 발생된 자극을 변경할 수 있는 내부 학습 기구를 가질 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 제어기는 그것이 수신하는 데이터에 기초하여 피드백 루프를 발생시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 위장 캡슐 또는 외부 디바이스는 대상체의 신체 체중, BMI, 대사 작용, 내분비, 및 다른 생리적 파라미터들에 기초한 미리 프로그램된 환자-맞춤 알고리즘에 기초한 자극을 유도하도록 구성된다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 자극 방법(800)의 흐름도를 도시하는 도 8을 참조한다. 몇몇 실시예에 따르면, 방법(800)은 자극 캡슐을 사용자에 제공하는 단계(단계(802))로 시작되어, 그 다음 캡슐을 타겟 장기 또는 영역에 보내고(단계(804)), 그 다음 자극 파라미터들이 설정되며(단계(806)) 자극이 타겟 영역에 전달된다(단계(808)). 몇몇 실시예에 따르면, 추가 자극이 요구되는 경우(단계(810)), 자극 파라미터들이 변경될 수 있고(단계(812)), 자극이 습관화 효과를 완화 또는 제거하기 위해 최근에 변경된 파라미터들에 기초하여 인가될 수 있다(단계(808)). 그렇지 않으면, 자극은 종료될 수 있고(단계(814)) 캡슐이 제거될 수 있다(단계(816)).

치료의 유용성

임의의 특정 작용 이론 또는 메커니즘에 얽매이지 않고, 여기에 개시된 디바이스들에 의해 인가되는 국부적 자극이 전신 효과를 포함한다는 것이 고려된다. 예를 들어, 여기에 개시된 바와 같은 위장 캡슐 또는 외부 촉진 디바이스에 의해 유도되는 국부적 자극은 GI 기관 벽으로부터의 작은 펩티드, 호르몬, 시토카인 및/또는 다른 분자의 방출을 유도한다는 것이 고려된다. 또한, 자극은 내장에서 면역계과 연관된 세포들로부터의 그러한 분자들의 방출을 유도할 수 있다. 그에 따라, 캡슐에 의해 인가되는 자극은 국부 그리고 전신 양자의 효과를 야기할 수 있다. 자극은 내장의 신경계의 기능을 변경(저하 또는 활성화)할 수 있다. 이는 내장의 미주 및/또는 교감 또는 부교감 신경계의 다른 부분들을 변경하는 것을 통해 이루어질 수 있다.

자극에 반응하여, 내장에서 방출되는 분자는 뇌에 도달하여 식욕 억제를 포함하여 다양한 효과로 이어질 수 있다. 또한 분비된 분자는 내장 벽 그 자체의 다양한 부분 상에 작용하여 흡수 감소로 이어질 수 있다. 또한 분비된 분자는 내장 벽 그 자체의 다양한 부분 상에 작용하여 그것들의 운동성을 변경하여 운동을 억제 또는 강화할 수 있다. 또한 분비된 분자는 뇌의 다양한 상에 작용하여 추가 분자를 분비하거나 내장 운동을 변경할 신경 경로들을 활성화하여, 식욕을 강화, 또는 감소, 또는 바꿀 수 있다. 또한, 여기에 개시된 디바이스들에 의해 매개되는 자극은 GI 운동을 제어하는 조절 경로들에 영향을 미칠 수 있다. 그에 따라 운동성 증가는 GI 기관 벽과 캡슐의 직접 접촉의 결과, 뿐만 아니라 전신 효과들의 결과로서 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 디바이스들에 의해 매개되는 운동성 증가는 캡슐에 근접한 영역에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들에 따른 디바이스들은 소화계와 연관된 다양한 임상 상태, 예를 들어, 비만 및/또는 GI 운동 장애의 치료에 유용할 수 있다.

본 발명의 측면에 따르면, 필요 시 대상체의 비만을 치료하기 위한 방법이 여기에 제공되며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 GI 운동 장애들을 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

GI 운동 장애들의 비-제한적인 예들은 설사, 변비, 장폐색 및 위마비를 포함한다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체에서 GI 운동을 증가시키기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따른 캡슐에 의해 유도되는 GI 운동의 증가, 특히 소장 움직임 증가는 전이 시간의 증가 또는 감소로 인해 흡수 불량을 유도할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 GI 기관을 통한 흡수 불량을 유도하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따른 캡슐에 의해 유도되는 GI 운동의 증가, 특히 소장 움직임 증가는 박테리아 과다 증식의 경우들을 도울 수 있다. 이는 호르몬 또는 국부적으로 또는 전신에 방출되는 임의의 다른 유형의 매개체의 유도를 통해 내장의 운동성을 바꿈으로써 또는 국부적 또는 뇌에 연결되는 뉴런 경로들을 바꿈으로써 이루어질 수 있다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 GI 기관에서의 박테리아 과다 증식을 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 위장 기관에서의 감염을 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 위장 기관에서의 염증성 창자 질환을 포함하여, 염증성 질환을 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 담낭, 췌장, 또는 위장 기관과 직접 또는 간접적으로 연관된 다른 장기의 질환을 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 필요 시 대상체의 위장 기관의 전암 상태, 용종, 일차 또는 이차 종양 및 전이를 포함하여, 암 상태를 치료하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하고 활성화하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 방법들은 췌장암, 급성 또는 만성 췌장염, 전암 상태 용종, 바렛(Barrett)의 식도, GI 기관의 임의의 부분의 일차 또는 이차 종양으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 질환의 치료를 위해 적용된다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

또한 여기에 설명된 방법들은 세균 전위 또는 장내 미생물의 변질 및/또는 장내 식물상 교란에 의해 연관 또는 증가되는 질환들, 이에 제한되지 않지만, 만성 간 질환들 및 알츠하이머병, 간성뇌증, ADHD, 대사 증후군, 일형 또는 이형 양자의 당뇨병, 죽상동맥경화증 또는 만성 피로 증후군, NASH, 비만, 간성뇌증 및 가능성 있게 몇몇 면역 매개 장애들, 그것들 중에서도 원형 탈모증, 루푸스, 강직성 척추염, 메니에르병, 항인지질항체 증후군, 혼합 결합 조직병, 자가면역성 에디슨병, 다발성 경화증, 자가면역성 용혈성 빈혈, 중증 근무력증, 자가면역성 간염, 심상성 천포창, 베체트병, 악성 빈혈, 수포성 유천포창, 결절 다발관절염, 심근증, 다발연골염, 비열대성 스푸루-피부염, 다선성 증후군, 만성 피로 증후군(CFIDS), 류마티스성 다발근통증, 만성 염증성 탈수초, 다발근육염 및 피부근육염, 만성 염증성 다발성신경염, 일차성 무감마글로불린혈증, 추르그-스트라우스 증후군, 일차성 담즙성 간경화증, 반창성 류천포창, 건선, CREST 증후군, 레이노 증후군, 한랜응집소증, 라이터 증후군, 크론병, 류마티스열, 원판성 루푸스, 류마티스 관절염, 한랭 글로불린 혈증 유육족증, 섬유근육통, 피부경화증, 그레이브스병, 쇼그렌 증후군, 길랭-바레, 강직 증후군, 하시모토 갑상선염, 다카야수 동맥염, 특발성 폐섬유화증, 측두동맥염/거세포동맥염, 특발성 혈소판 감소증 (ITP), 궤양성 대장염, IgA 신병증, 포도막염, 인슐린 의존성 당뇨병(I형), 혈관염, 편평태선, 및 백반증을 포함하여, 면역계가 역할을 하는 질환들의 치료를 위해 적용될 수 있다. 또한 여기에 설명된 방법들은 복부와 연관된 장애들 또는 세포와 연관된 원치않는 면역 반응, 조직 또는 장기 이식, 예를 들어, 신장, 간, 및 심장 이식, 예를 들어, 이식 편대 숙주 질환(GVHD; graft versus host disease)의 치료를 위해, 또는 캡슐을 사용하여 다양한 경로를 변경함으로써 동종 이식 거부를 방지하기 위해 적용될 수 있다. 각 가능성은 본 발명의 별개의 실시예를 나타낸다.

본 발명의 위장 캡슐에 의해 인가될 수 있는 위에서 설명된 자극의 임의의 유형에 대해, 오래가는 효과는 자극의 파라미터들의 무작위성에 의해, 즉, 캡슐의 작용 동안 자극의 파라미터들을 예를 들어, 강도 및 주파수면에서 랜덤으로 변경함으로써 이루어질 수 있다. 임의의 특정 작용 이론 또는 메커니즘에 얽매이지 않고, 자극 파라미터들의 무작위성은 캡슐에 의해 이루어지는 생리학적 효과의 기저를 이루는 메커니즘의 유형을 변경할 수 있고, 캡슐의 그것의 임의의 타겟 장기들에 대한 효과에 대한 임의의 유형의 내성을 극복하는 것을 가능하게 할 수 있다.

캡슐은 목적하는 효과를 최적화하기 위해, 식사와, 식사 이전 또는 식사 이후 섭취될 수 있다. 캡슐을 섭취하기 위한 타이밍은 예를 들어, 치료될 상태에 따라 결정될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 따른 캡슐은 진단을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, GI 기관 내 캡슐 모션이 모니터링될 수 있고 그에 따라 폐색 또는 운동성이 감소된 영역들의 위치를 찾는 것을 도울 수 있다. 이러한 실시예들에 따르면, 캡슐은 외부 수신기에 캡슐의 상태를 송신하도록 조정된, 레코더 및/또는 송신기를 더 포함한다.

그에 따라, 다른 측면에 따르면, 본 발명은 대상체의 GI 운동 장애들을 진단하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 위장 캡슐을 대상체의 GI 기관으로 도입하고 활성화하는 단계, 및 상기 대상체의 GI 기관 내 위장 캡슐의 모션을 모니터링하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 본 발명의 실시예들에 따른 캡슐은 소화관 내 임의의 물질에 대한 전달 시스템으로서 이용될 수 있다.

그러한 물질들의 비-제한적인 예들은 화학 치료제, 세포독성 항염증제 및 항생제를 포함한다. 캡슐은 특정 위치에서의 물질의 방출(물질의 방출 제어)을 위한 활성화 시스템을 포함할 수 있다. 물질의 방출은 원격으로 제어될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 여기에 개시된 촉진 디바이스들은 심장, 뇌, 신장, 근육, 신경, 비뇨계, 폐, 간 및/또는 췌장에 영향을 미치는 질환들 또는 장애들의 치료에 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 필요 시 대상체의 염증성 질환, 감염성 질환, 자가 면역 질환, 대사 질환 및 악성 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 치료하기 위한 방법이 제공된다. 몇몇 실시예에서, 상기 방법은 여기에 개시된 바와 같은 내부 촉진 디바이스를 타겟 장기로 도입하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 방법은 여기에 개시된 바와 같은 외부 디바이스를 대상체의 신체에 부착하는 단계를 포함한다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 체중 회복을 방지할 것이고, 임의의 유형의 식이, 또는 체중 감량 절차에 대한 인체의 적응의 방지를 위해, 그리고 그에 따라 이러한 절차들 이후 체중 회복을 방지하는 절차에 대한 부 치료로서 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 비만 수술, 위내삽입용 풍선, 위장 스테이플들의 사용, 위내용 배출을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 유형의 체중 감량 절차, 또는 임의의 다른 유형의 식이요법 절차들 이전, 함께, 또는 이후 사용되는 경우, 체중 회복을 방지할 것이다.

몇몇 실시예에서, 위장 캡슐 또는 외부 디바이스는 대상체로부터 수신되는 데이터에 기초한 자극을 유도하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 상기 제어기는 각각 수 밀리초마다 내지는 수 분 또는 시간마다 임의의 무질서한 방식으로 변경되는 파라미터들의 조합을 랜덤으로 변경하도록 미리 프로그램되도록 구성된다.

몇몇 실시예에 따르면, 여기에 개시된 디바이스들은 자극의 무질서한 동역학(무질서한 리듬)으로 특징지어지며, 이는 그것들이 각각 랜덤한 방식으로 변경되는 다양한 유형의 자극의 상이한 조합들을 랜덤으로 선택하도록 구성됨음을 의미한다. 몇몇 실시예에 따르면, 무질서한/랜덤한 유형의 자극의 조합은 각각이 그 자체로 또는 모두 함께, 상이한 패턴들, 상이한 크기 또는 상이한 리듬들의 자극에 의해 유도될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 여기에 개시된 디바이스들은 타겟 장기들로부터 데이터를 수신하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 여기에 설명된 상기 디바이스들은 상기 타겟 장기로부터 수신된 상기 데이터에 기초하여 상기 알고리즘을 변경하도록 구성된다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 체중 회복을 방지할 것이고, 임의의 유형의 식이, 또는 체중 감량 절차에 대한 인체의 적응의 방지를 위해, ?Z고 그에 따라 이러한 절차들 이후 체중 회복을 방지하는 절차에 대한 부 치료로서 사용될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 캡슐 또는 벨트는 비만 수술, 위내삽입용 풍선, 위장 스테이플들의 사용, 위내용 배출을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 유형의 체중 감량 절차, 또는 임의의 다른 유형의 식이요법 절차들 이전, 함께, 또는 이후 사용되는 경우, 체중 회복을 방지하기 위해 이용될 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 표현 "장기로부터의 데이터를 수신"은 장기의 상태 또는 기능과 관련된 센서로부터 측정치들을 획득하는 것을 지칭한다.

몇몇 실시예에 따르면, 디바이스는 사용자와 관련된 파라미터들의 집합에 기초하여 자극을 제공하도록 구성된다. 몇몇 실시예에 따르면, 파라미터들은 건강 상태, 치료 목적들, 이전 치료의 이력, 전반적인 건강, 성별, 연령, 체중, 키, 체지방률 등을 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 디바이스는 기계-학습력을 이용할 수 있으며, 여기서 자극 특징들의 변경이 이전 자극들로부터 획득되는 습관화 패턴들 및 행동들에 기초하여 습관화 감소를 이루기 위해 이루어질 수 있다.

구체적인 실시예들에 대한 앞에서의 설명은 본 발명의 일반적인 성격을 충분히 보여 다른 이들이 현재 지식을 적용함으로써, 과도한 실험 없이 그리고 상위 개념에서 벗어나지 않고 그러한 구체적인 실시예들을 다양한 적용예에 대해 용이하게 변경 및/또는 적응할 수 있을 것이고, 그에 따라, 그러한 적응 및 변형은 개시된 실시예들의 의미 및 등가물의 범위 내에서 이해되는 것으로 의도되고 의도되어야 할 것이다. 여기에 채용된 어법 또는 용어는 제한이 아니라 설명을 위함이라는 것이 이해되어야 한다. 다양한 개시된 화학 구조 및 기능을 수행하기 위한 수단, 재료들, 및 단계들은 본 개시내용에서 벗어나지 않고 다양한 대안적인 형태를 취할 수 있다.

몇몇 실시예에 따르면, 자극 변경의 무작위성(무질서한 자극)은 자극마다 자극 특징들을 무질서하게/랜덤으로 변경하는 기술에 의해, 자극의 상이한 기술들/메커니즘들 사이에서 무질서하게/랜덤으로 변경함으로써, 소정의 시간에 다수의 자극 기술을 이용함으로써 또는 이들의 임의의 조합에 의해 이루어질 수 있다.

예들:

예 1:

쥐들: 4 C57BL, 수컷들, 생후 12주

12시간 절식 이후, 쥐들의 하나의 그룹은 5분의 외부 신체 자극에 노출시켰거나 시켰고 다른 그룹은 대조군으로서의 역할을 하기 위해 자극에 노출시키지 않았다. 자극은 그들의 윗배에 부착된 외부 회전자를 사용하여 전달했다. 쥐들의 그렐린 수준들을 측정/추적했다. 측정은 다음과 같이 수행했다:

시간	조치
0	호르몬에 대한 혈액 채취
복부 상에 5분 회전자	호르몬에 대한 혈액 채취

샘플들의 제조:

혈액은 항응혈제 함유 관들 내로 채취했고, 그렐린 호르몬을 안정화시키기 위해 AEBSF 1 mg/ml의 최종 농도로 추가하여, 30분 동안 응고시켰다. 4 C에서 15분 동안 2000 g 내지 3000 g로 원심분리했다. 혈청을 새로운 관들로 취했다. 0.05 N의 최종 농도로 HCl로 산성화했다. 샘플들은 그렐린 분석을 위해 준비했다.

이제 몇몇 실시예에 따른, 제1 실험 결과(900)를 도시하는 도 9를 참조한다. 결과(900)는 대조군과 비교하여 5분의 외부 신체 자극 이후 각각 499 pg/ml에서 82 pg/ml로 그렐린의 감소를 보였다. 데이터는 외부 그렐린 자극이 그렐린 수준들을 감소시킬 수 있다는 것을 암시한다.

예 2:

쥐들: 4 C57BL, 수컷들, 생후 12주

12시간 절식 이후, 몇몇 쥐는 5분의 외부 신체 자극에 노출시킨 반면 다른 쥐들은 자극에 노출시키지 않아, 대조군을 형성했다. 자극은 쥐들의 윗배에 부착되는 외부 회전자를 사용하여 인가했으며, 쥐들의 하나의 그룹은 규칙적인 방식으로 자극한 반면, 다른 그룹은 불규칙적인 무질서한 방식으로 자극했다.

쥐들의 그렐린 수준들을 측정/추적했다. 측정은 다음과 같이 수행했다:

샘플들의 제조:

이제 몇몇 실시예에 따른, 제2 실험 결과(1000)를 도시하는 도 10을 참조한다. 결과(1000)는 대조군과 비교하여 규칙적인 리듬을 사용한 5분의 외부 신체 자극 이후 각각 1237 pg/ml에서 800 pg/ml로 그렐린의 감소를 보였다. 그러나 불규칙적인 무질서한 리듬을 사용하여 그렐린 수준들은 602 pg/ml로 더 감소했다. 데이터는 불규칙적인 무질서한 외부 그렐린 자극이 그렐린 수준들을 감소시키는 데 보다 효과를 갖는 것을 암시한다.

예 3:

쥐들: 4 C57BL, 수컷들, 생후 12주

12시간 절식 이후, 몇몇 쥐는 5분의 외부 신체 자극에 노출시켰고, 다른 쥐들은 자극에 노출시키지 않아, 대조군을 형성했다. 자극은 쥐들의 윗배에 부착되는 외부 회전자를 사용하여 인가했으며, 쥐들의 하나의 그룹은 규칙적인 방식으로 자극을 수용했고, 다른 그룹은 불규칙적인 무질서한 방식으로 자극을 수용했다.

샘플들의 제조:

이제 몇몇 실시예에 따른, 제3 실험 결과(1100)를 도시하는 도 11을 참조한다. 결과(1100)는 대조군과 비교하여 규칙적인 리듬을 사용한 5분의 외부 신체 자극 이후 각각 340 pg/ml에서 184 pg/ml로 그렐린의 감소를 보였다. 그러나, 불규칙적인 무질서한 리듬을 사용하여 그렐린 수준들은 134 pg/ml로 더 감소했다. 데이터는 불규칙적인 무질서한 외부 그렐린 자극이 그렐린 수준들을 감소시키는 데 보다 효과를 갖는 것을 암시한다.

Claims

위장 자극 캡슐로서,
상기 자극 캡슐 부근 상기 위장 기관의 타겟 영역에 자극을 제공하도록 구성되는 물리적 자극 전달 메커니즘으로서, 제공되는 상기 자극은 자극 파라미터에 의해 특징지어지는, 상기 물리적 자극 전달 메커니즘; 및
상기 물리적 자극 전달 메커니즘과 통신하고, 상기 자극 파라미터를 랜덤으로 설정 및 변경함으로써, 상기 위장 기관의 상기 타겟 영역에 제공되는 상기 자극의 상기 특징을 변경하도록 구성되는 제어 회로를 포함하되,
상기 자극은 기계적 자극, 전기적 자극, 자기적 자극, 및 열적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
상기 위장 기관의 상기 타겟 영역은 대상체의 위장 기관 벽 상의 타겟 영역인, 위장 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 기계적 자극은 상기 캡슐의 진동을 통해 인가되고, 상기 적어도 하나의 파라미터는 진동 주파수인, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 진동 주파수를 생리학적 범위 내 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 대상체와 관련된 정보에 기초하여 상기 자극 파라미터를 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 휴대폰 또는 컴퓨터 또는 그 밖에 유사한 것을 포함하여 외부 컴퓨트 디바이스와 통신하도록 더 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 센서로부터 상기 타겟 장기의 상태 또는 작용을 나타내는 신호를 획득하도록, 그리고 획득된 상기 신호에 기초하여 자극을 발생시키도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 진동 주파수를 생리학적 값들 미만 및 초과의 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 진동 주파수를 범위가 약 0.01 Hz 내지 약 10,000 Hz에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 캡슐은 상기 캡슐의 회전을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 파라미터는 회전 주파수인, 위장 캡슐.
청구항 9에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 회전 주파수를 범위가 약 10,000 사이클/초 내지 약 1 사이클/분에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 캡슐은 팽창-수축가능한 풍선을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 11에 있어서, 상기 제어 회로를 포함하는 캡슐 바디를 포함하고, 풍선은 상기 캡슐 바디에 기능적으로 부착되며, 상기 풍선은 그렇게 함으로써 대상체의 상기 위장 벽에 기계적 자극을 인가하기 위해, 상기 제어 회로로부터의 명령에 응답하여 팽창 또는 수축하도록 동작가능한, 위장 캡슐.
청구항 12에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 풍선의 용적인, 위장 캡슐.
청구항 13에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 풍선의 상기 용적을 범위가 약 10 ml 내지 약 2000 ml에 이르는 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 1에 있어서, 상기 캡슐은 전기적 자극을 인가하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 파라미터는 전기 펄스 주파수 및 전기 펄스 강도로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 위장 캡슐.
청구항 15에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기적 자극의 상기 적어도 하나의 파라미터를 생리학적 범위 내 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 15에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기적 자극의 상기 적어도 하나의 파라미터를 생리학적 값들 미만 및 초과의 값들 사이에서 랜덤으로 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 15에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기적 자극의 상기 주파수를 범위가 약 0.00001 Hz 내지 약 10000 Hz에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 15에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기적 자극의 상기 펄스 강도를 범위가 약 0.01 mA 내지 약 10000 mA에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 1 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 상기 캡슐이 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 상기 위장 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 더 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 20에 있어서, 상기 제어 회로는 국부적 온도 변화를 범위가 약 3 ℃ 내지 약 96 ℃에 이르는 값들 사이에서 일으키도록 구성되는, 위장 캡슐.
대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 상기 대상체의 상기 위장 기관 벽에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 발생시키도록 구성되되, 상기 캡슐은 상기 적어도 하나의 물리적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 상기 대상체의 상기 위장 기관 내부에서의 상기 캡슐의 작용 동안 생리학적 값들 초과 및 미만 사이에서 변경하도록 구성되는 제어 회로를 포함하는, 위장 캡슐.
청구항 22에 있어서, 상기 캡슐은 상기 캡슐의 진동을 통해 기계적 자극을 인가하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 파라미터는 진동 주파수인, 위장 캡슐.
청구항 23에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 진동 주파수를 약 10 Hz 미만의 값들 내지 약 100 Hz를 초과하는 값들 사이에서 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 22에 있어서, 상기 캡슐은 전기적 자극을 인가하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 파라미터는 전기 펄스 주파수 및 전기 펄스 강도로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 위장 캡슐.
청구항 25에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기 펄스 주파수를 약 0.05 Hz 미만의 값들 내지 약 1 Hz를 초과하는 값들 사이에서 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 25에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전기 펄스 주파수를 범위가 약 0.01 mA 내지 약 10000 mA에 이르는 값들 사이에서 변경하도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 22 내지 27 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 상기 캡슐이 대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 상기 위장 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 더 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 28에 있어서, 상기 제어 회로는 국부적 온도 변화를 범위가 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃에 이르는 값들 사이에서 일으키도록 구성되는, 위장 캡슐.
대상체의 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 캡슐 바로 주위에 국부적 온도 변화를 일으키도록 구성되는, 위장 캡슐.
청구항 30에 있어서, 상기 온도는 범위가 약 4 ℃ 내지 약 96 ℃에 이르는, 위장 캡슐.
청구항 30에 있어서, 상기 캡슐은 대상체의 위장 벽에 기계적 자극 및 전기적 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 더 구성되는, 위장 캡슐.
자극 디바이스로서,
대상체의 복부에 외면적으로 부착되도록 구성된 부착 요소로서, 부착 요소는 상기 자극을 전달할 수 있는 임의의 유형의 외부 디바이스를 지칭하고, 이들은 임의의 유형의 목걸이, 시계, 피부 상 어디에든 붙일 수 있는 패치, 직장 디바이스, 팔찌, 임의의 유형의 속옷의 속셔츠, 임의의 유형의 셔츠, 팬츠, 또는 양말, 또는 신발, 히츠(heats), 또는 임의의 다른 웨어러블 디바이스를 포함하는, 상기 부착 요소;
대상체의 상기 복부 또는 신체의 다른 조직/부위의 적어도 부분에 기계적 그리고/또는 전기적 자극을 인가하도록 구성되는 자극 모듈; 및
상기 디바이스의 작동 동안 상기 기계적 그리고/또는 전기적 자극의 적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로 변경하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 기계적 그리고/또는 전기적 자극의 상기 적어도 하나의 파라미터를 랜덤으로 변경하는 것은 생리학적 값 초과 및 미만 사이에서 변경하는 것을 포함하는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 부착 요소는 벨트의 형태로 된, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 제어기는 상기 대상체와 관련된 정보에 기초하여 상기 자극 파라미터를 변경하도록 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 제어기는 휴대폰 또는 컴퓨터 또는 그 밖에 유사한 것을 포함하여 외부 컴퓨트 디바이스와 통신하도록 더 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 제어 회로는 센서로부터 타겟 장기의 상태 또는 작용을 나타내는 신호를 획득하도록, 그리고 획득된 상기 신호에 기초하여 자극을 발생시키도록 더 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 제어 회로는 센서로부터 타겟 장기의 상태 또는 작용을 나타내는 신호를 획득하도록, 그리고 획득된 상기 신호에 기초하여 자극을 발생시키도록 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 위장 캡슐 또는 외부 디바이스가 각각 랜덤-무질서한 방식으로 전달되는, 자극의 랜덤한 조합을 유도하도록 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 사용자로부터 수신되는 데이터에 기초하여 자극을 유도하도록 더 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 사용자의 신체 체중, BMI, 대사 작용, 내분비, 및 다른 생리적 파라미터들에 따라, 미리 프로그램된 환자-맞춤 알고리즘에 기초하는 자극을 유도하도록 더 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 33에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 자극에 대한 상기 사용자의 반응에 적응하기 위한 기계-학습력을 적용하도록, 그리고 그에 따라 발생된 상기 자극을 변경하도록 더 구성되는, 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 연속적인 자극을 유도하도록 더 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 간헐적인 랜덤한 또는 무질서한 자극을 유도하도록 더 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 각각 자극 특징들이 랜덤하게 변경되어 전달되는, 자극의 랜덤한 조합을 유도하도록 더 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 사용자에 의해 제공되는 데이터에 기초하여 자극을 유도하도록 더 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 신체 체중, BMI, 대사 작용 파라미터들, 및 내분비를 포함하는 리스트로부터 선택되는 파라미터들에 기초하여 미리 프로그램된 환자-맞춤 알고리즘에 따라 유도하도록 더 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐의 활성화는 그것이 GI 기관 내 타겟 부분에 도달할 때 상기 캡슐이 활성화되도록, 그것의 섭취 이후 정의된 시간-기간 이후 시작되도록 설정되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 43 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 GI 기관 내 선택된 위치에 상기 캡슐을 확장 및 고정하도록 구성되는 하나 이상의 아암을 더 포함하는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 50 중 어느 한 항에 있어서, 위, 십이지장, 소장, 대장 및 결장으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상기 위장 기관의 적어도 하나의 부분을 자극하도록 구성되는, 위장 캡슐 또는 자극 디바이스.
청구항 1 내지 50 중 어느 한 항에 있어서, 비만 또는 과체중 치료에 사용하기 위한, 위장 캡슐 또는 외부 디바이스.
식이요법과, 그 전, 또는 그 후에 사용될 때, 체중 회복 방지, 장기간 체중 감소를 가능하게 하기 위한 상기 식이요법 또는 수술 절차에 대한 신체 적응의 방지를 위한 임의의 유형의 식이요법 내시경 또는 상기 절차에 사용하기 위한 청구항 1 내지 50 중 어느 한 항의 위장 캡슐 또는 외부 디바이스.
식이요법과, 그 전, 또는 그 후에 사용될 때, 체중 회복 방지, 장기간 체중 감소를 가능하게 하기 위한 상기 식이요법 또는 수술 절차에 대한 신체 적응의 방지를 위해 임의의 유형의 식이요법 내시경 또는 상기 절차에 사용하기 위한 청구항 1 내지 50 중 어느 한 항의 위장 캡슐 또는 외부 디바이스.
청구항 1 내지 50 중 어느 한 항에 있어서, 위마비, 변비, 및 가성 장폐색으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 위장 질환 또는 장애의 치료에 사용하기 위한, 위장 캡슐 또는 외부 디바이스.
염증성 질환, 감염성 질환, 자가 면역 질환, 대사 질환 및 악성 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 치료하기 위한 방법으로서,
위장 캡슐을 대상체의 위장 기관으로 도입하는 단계;
상기 캡슐을 상기 위장 기관 내부에서 활성화될 때 위장 기관 벽에, 기계적 자극, 전기적 자극 및 국부적 온도 변화로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성하는 단계;
상기 자극을 제공하기 위해 상기 캡슐을 활성화하는 단계; 및
상기 자극의 특징들을 랜덤으로 변경함으로써, 상기 자극에 대한 습관화 효과를 완화시키는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 염증성 질환은 염증성 창자 질환인, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 감염성 질환은 상기 위장 기관의 감염인, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 감염성 질환은 전신 감염인, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 대사 질환은 당뇨병인, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 악성 질환은 상기 위장 기관의 악성 종양인, 방법.
청구항 61에 있어서, 상기 위장 기관의 상기 악성 종양은 전암 상태, 용종, 일차 종양 및 이차 종양으로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 방법.
청구항 56에 있어서, 상기 악성 질환은 상기 위장 기관 이외의 하나 이상의 신체 부위의 악성 종양인, 방법.
청구항 56 내지 64 중 어느 한 항에 있어서, 식이요법 절차 이후 체중 회복의 방지를 위해 적용되는, 방법.
염증성 질환, 감염성 질환, 자가 면역 질환, 대사 질환 및 악성 질환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 임상 상태를 치료하기 위한 방법으로서,
자극 디바이스를 대상체의 신체 상의 위치 상에 배치하는 단계;
상기 자극 디바이스를 활성화될 때 위장 기관 벽에 대한 자극에 영향을 미치기 위해, 기계적 자극, 전기적 자극 및 국부적 온도 변화로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 자극을 인가하도록 구성하는 단계;
상기 자극을 제공하기 위해 상기 디바이스를 활성화하는 단계; 및
상기 자극의 특징들을 랜덤으로 변경함으로써, 상기 자극에 대한 습관화 효과를 완화시키는 단계를 포함하는, 방법.