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公開番号2025016497
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024177082,2024025070
出願日2024-10-09,2020-12-16
発明の名称消化器サンプリングのためのカプセル
出願人イーライリリーアンドカンパニー
代理人個人,個人,個人
主分類A61B 10/00 20060101AFI20250128BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】消化管の所望の部分から収集されるとカプセルの密封を可能にするパッシブサンプリング消化器デバイスを提供する。
【解決手段】デバイスは、吸収剤サンプリングヒドロゲル214を含むカプセルハウジング202を含む。カプセルは、患者によって摂取され、その後、消化管を通って移動し得る。カプセルが消化管内の所望の位置に到達すると、消化器液がカプセルのサンプリング開口部208を通ってカプセルに流れ込み得る。流体は、その後の分析のためにサンプリングヒドロゲルによって吸収されてサンプリングヒドロゲル内に貯蔵され得、流体の吸収は、サンプリングヒドロゲルをカプセル内で膨張させ得る。カプセルは、サンプリングヒドロゲルとサンプリング開口部との間に配置された密封部材216をさらに含み得、サンプリングヒドロゲルの膨張は、密封部材をサンプリング開口部に対して加圧して、カプセルを密封し得る。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
消化管のパッシブサンプリングのためのデバイスであって、
空洞の境界を示すカプセルハウジングと、
前記カプセルハウジング内に形成され、前記空洞と前記カプセルハウジングの外部との間の流体連絡を提供するサンプリング開口部と、
前記空洞内に位置するサンプリングヒドロゲルであって、サンプル流体に曝されると、前記サンプリングヒドロゲルが、前記サンプル流体を吸収し、前記空洞内で膨張し、その後の分析のために前記サンプル流体を貯蔵するように構成されている、サンプリングヒドロゲルと、
前記サンプリングヒドロゲルと前記サンプリング開口部との間の前記空洞内に位置する密封部材であって、前記サンプリングヒドロゲルの前記空洞内での膨張が、前記密封部材を加圧して前記サンプリング開口部と係合させて、前記空洞を密封する、密封部材と、を含む、デバイス。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記サンプリング開口部を覆う生分解性コーティングをさらに含み、前記生分解性コーティングの分解が、前記サンプリング開口部を曝露させて、流体が前記空洞に流入することを可能にする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記生分解性コーティングが、消化管内の所定の位置で分解するように構成された腸溶コーティングである、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記カプセルハウジングが親水性コーティングを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記親水性コーティングが、前記カプセルハウジングをプラズマ処理に曝し、続いてポリエチレングリコール処理することによって形成される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記サンプリングヒドロゲルが、アクリル酸およびアクリルアミドモノマーから合成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
アクリルアミドモノマーに対するアクリル酸モノマーの比が、約１０％のアクリル酸モノマーおよび約９０％のアクリルアミドモノマーである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記密封部材が、少なくとも部分的にガス透過性である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記密封部材が、ポリジメチルシロキサン膜である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記カプセルハウジングが、前記カプセルハウジングを形成するために互いに取り外し可能に取り付け可能である第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備える、請求項１に記載のデバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示された実施形態は、非侵襲的消化器サンプリングのためのカプセルに関する。
続きを表示（約 4,700 文字）【背景技術】
【０００２】
多くの研究が、人間の健康を支配する病態生理学において腸内細菌叢が重要な役割を果たしていることを見出した。これらの研究の多くは、人間の代謝、栄養摂取、経口投与された治療法の有効性、ならびに免疫系および神経系の機能に対する腸内細菌叢の影響を特定した。例えば、多くの研究は、細菌叢の不均衡（腸内毒素症）と、米国で約３０００万人が罹患している疾患である糖尿病、肥満、メタボリックシンドロームなどの種々の疾患との間に相関関係があることを見出した。同様に、腸内細菌が神経系の発達および維持に影響を与え得る考えられる方法に関する最近の洞察は、腸内細菌叢の組成と、不安、うつ病などの精神神経障害、および腸内毒素症の調節との関連を示唆している。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、消化管のパッシブサンプリングのためのデバイスは、空洞の境界を示すカプセルハウジングと、カプセルハウジング内に形成され、空洞とカプセルハウジングの外部との間の流体連絡を提供するサンプリング開口部と、空洞内に位置するサンプリングヒドロゲルと、を含む。サンプル流体に曝されると、サンプリングヒドロゲルは、サンプル流体を吸収し、空洞内で膨張し、その後の分析のためにサンプル流体を貯蔵するように構成されている。このデバイスは、サンプリングヒドロゲルとサンプリング開口部との間の空洞内に位置する密封部材をさらに含む。空洞内のサンプリングヒドロゲルの膨張は、密封部材を加圧してサンプリング開口部と係合させて、空洞を密封する。
【０００４】
別の実施形態では、患者の消化管のパッシブサンプリングのための方法は、患者に摂取可能なデバイスを投与することを含む。摂取可能なデバイスは、空洞の境界を示すカプセルハウジングと、カプセルハウジング内に形成され、空洞とカプセルハウジングの外部との間の流体連絡を提供するサンプリング開口部と、空洞内に位置するサンプリングヒドロゲル、サンプリングヒドロゲルとサンプリング開口部との間の空洞内に位置する密封部材と、を含む。この方法はまた、サンプリングヒドロゲルを、患者の消化管内のサンプル流体に曝露することと、サンプル流体をサンプリングヒドロゲルに吸収させることと、サンプル流体の吸収を介して、空洞内のサンプリングヒドロゲルを膨張させることと、サンプリングヒドロゲルの膨張を介して密封部材を加圧してサンプリング開口部に係合させることにより、空洞を密封することと、を含む。この方法は、デバイスが患者の消化管を通過した後、デバイスを回収することと、デバイスを回収した後に、サンプリングヒドロゲルからサンプル流体を回収することと、をさらに含む。
【０００５】
別の実施形態では、消化管のパッシブサンプリングのためのデバイスは、空洞の境界を示すカプセルハウジングと、カプセルハウジング内に形成され、空洞とカプセルハウジングの外部との間の流体連絡を提供するサンプリング開口部と、を含む。溶液キャストされた腸溶コーティングがサンプリング開口部を覆い、腸溶コーティングの分解が、サンプリング開口部を曝露させて、空洞への流れを可能にする。
【０００６】
別の実施形態では、消化管のパッシブサンプリングのためのデバイスを製造する方法は、空洞およびサンプリング開口部を有するカプセルハウジングを提供することを含み、サンプリング開口部は、空洞とカプセルハウジングの外部との間の流体連絡を提供する。この方法は、溶液キャスティング技術を用いてサンプリング開口部上に腸溶コーティングを形成して、サンプリング開口部を覆うことをさらに含む。
【０００７】
前述の概念および以下で検討される追加の概念は、任意の適切な組み合わせで構成され得ることが認められるべきである。なぜなら、本開示はこの点で限定されないからである。さらに、本開示の他の利点および新規の特徴は、添付の図面に関連して考慮されるとき、様々な非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
添付の図面は、縮尺どおりに描かれていることは意図されていない。図面において、様々な図に図示される同一またはほぼ同一の各構成要素は、同様の番号で表され得る。明確にするために、すべての図面においてすべての構成要素に符号が付けられているわけではないことがある。図面では、
【０００９】
いくつかの実施形態による、消化管を通って移動するカプセルを示す概略図である。
消化管の第１の位置にあるカプセルを示す図１の拡大図である。
消化管の第２の位置にあるカプセルを示す図１の別の拡大図である。
いくつかの実施形態による、カプセルの分解図である。
いくつかの実施形態による、カプセルの分解図である。
一実施例による、カプセルの構成要素の写真である。
カプセルに組み立てた図３の部品の写真である。
一実施例による、ヒドロゲル膨潤実験の写真を示す。
一実施例による、異なるＡＡ／ＡＭ比で作製されたヒドロゲルの経時的な膨潤比を示すプロットである。
一実施例による、ヒドロゲル膨張力実験の写真を示す。
一実施例による、ヒドロゲルの膨潤中に発生する力のプロファイルを示すプロットである。
一実施例による、接触角実験の写真を示す。
一実施例による、異なる表面処理の経時的な接触角を示すプロットである。
一実施例による、漏れ試験の概略図である。
図１１の漏れ試験における伝導率の経時変化を示すプロットである。
別の実施例による、漏れ試験の実験セットアップの概略図である。
図１３の漏れ試験からのＵＶ分光測定のプロットである。
一実施例による、脱イオン水に曝された後のヒドロゲルのＳＥＭ画像である。
図１５ＡのＳＥＭ画像の拡大図を示すＳＥＭ画像である。
一実施例による、ＴＳＢ／ＰＢＳ溶液への曝露後のヒドロゲルのＳＥＭ画像である。
上記のＳＥＭ画像の拡大図を示すＳＥＭ画像である。
一実施例による、異なる溶液に曝露されたヒドロゲルおよび密封されたカプセルのＣＦＵ数を有するＴＳＢ／寒天プレートの写真を示す。
図１６のヒドロゲルのＣＦＵ／ｍｌ数を示す棒グラフである。
［図１８Ａ］ｐＨ１．２の緩衝液中の異なる腸溶性コーティングポリマーの染料放出を示すプロットである。［図１８Ｂ］ｐＨ３．０の緩衝液中の腸溶性コーティングポリマーの染料放出を示すプロットである。［図１８Ｃ］ｐＨ６．８の緩衝液中での腸溶コーティングポリマーの染料放出を示すプロットである。
乾燥ヒドロゲルおよび４時間膨潤したヒドロゲルの写真である。
ｐＨ６．８および７．４の緩衝液中のヒドロゲルの経時的な膨潤比を示すプロットである。
ヒドロゲルの経時的な伸びを示すプロットである。
ヒドロゲルがＰＤＭＳ膜に接触したときのヒドロゲルの圧縮力プロファイルを示すプロットである。
緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）および脱イオン水（ＤＩ）で満たされた２つのマイクロ遠心機、ならびに溶液に２時間曝された対応するヒドロゲルを示す写真である。
脱イオン水に曝された対照サンプルの拡大図を示す画像である。
ＧＦＰに曝されたサンプルの拡大図を示す画像である。
経時的なＧＦＰの抽出プロファイルを示すプロットである。
５６２ｎｍに吸光度のピークを有する、１：１０に希釈した試験環境濃度のＵＶ－Ｖｉｓ吸収を示すプロットである。
ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）の検量線を示すプロットである。
試験環境濃度と比較した２時間後の抽出されたＢＳＡの濃度を示すプロットである。
カルプロテクチンの標準曲線を示すプロットである。
試験環境濃度と比較した２時間後のカルプロテクチンの抽出濃度を示すプロットである。
［図２２Ａ］異なる色の染料を用いて、消化管に沿ったｐＨ変化をシミュレートする種々のｐＨ緩衝液を含む４つのフラスコの写真であり、左から右へ、唾液ｐＨ７、胃ｐＨ３、小腸ｐＨ６．８、および結腸ｐＨ７．４（脱イオン水）である。［図２２Ｂ］胃の中で２時間後に取り出して開いたカプセルの写真である（ｐＨ３緩衝液）。［図２２Ｃ］小腸（ｐＨ６．８緩衝液）中で２時間後に取り出して開封したカプセルの写真である。
［図２２Ｄ］カプセルを保持する前後のｐＨ３媒体のＵＶ－Ｖｉｓ吸光度のプロットである。［図２２Ｅ］カプセルを保持する前後のｐＨ６．８媒体のＵＶ－Ｖｉｓ吸光度のプロットである。［図２２Ｆ］カプセルを保持する前後の脱イオン水媒体のＵＶ－Ｖｉｓ吸光度のプロットである。
インビトロでの抽出されたＢＳＡの濃度を示す棒グラフである。
インビトロでの抽出されたカルプロテクチンの濃度を示す棒グラフである。
内部に２つのサンプリングカプセルを有するカルプロテクチンを装填した腸液で満たされた小腸の一部の写真である。
腸からのカプセルの回収を示す写真である。
採取した腸液をＴｒｉｓ緩衝液中で２時間抽出した分解カプセルの写真である。
２つの試験環境濃度の抽出濃度を示す棒グラフである。１つは低濃度のカルプロテクチン、もう１つは高濃度のカルプロテクチンである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ヒト微生物叢のサンプリングは、微生物叢－薬物相互作用のメカニズム、ならびにこの複雑な相互作用が薬効およびバイオアベイラビリティに影響を与え得る程度を理解する上で不可欠な側面になりつつある。ヒト腸内微生物叢の構造および機能に関して知られていることの多くは、糞便サンプル由来の細菌の生息域外培養および／または配列決定から確認されてきた。しかしながら、利用可能でありかつ糞便サンプルから培養可能であるのは腸内細菌の小さな画分にすぎないので、消化（ＧＩ）管からの微生物の直接サンプリングを可能にするであろうツールを開発するための努力が払われてきた。例えば、結腸内視鏡検査および／または胃内視鏡検査法が現在使用されているが、これらの方法は消化管全体の特定のセクションでのサンプリングに限定されており、患者に不快感を与え、コンプライアンスの低下につながり得る侵襲的アプローチである。他のアプローチは、消化管内の種々の標的位置でサンプルを収集する機能を備えたスマート機能カプセルを用いてきたが、これらの方法は、従来の結腸内視鏡検査および胃内視鏡検査に関連するいくつかの制限に対処し得る。さらに、カプセルベースのデバイスは、臨床現場で投与される必要なしに、患者の快適さを向上させ得る。例えば、ＰｉｌｌＣａｍ（商標）カプセル内視鏡検査（ＣＥ）技術は、消化管全体の到達困難な領域から画像を収集して、不明瞭な消化器出血、腫瘍、クローン病、血管形成異常、セリアック病、およびポリポーシスなどの小腸に関連する疾患を診断するために使用される。ただし、この技術には、消化管を通過するときにサンプルを収集して保存する機能がない。
（【００１１】以降は省略されています）

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