具有尖头组件的可摄取装置的制作方法

具有尖头组件的可摄取装置
1.本发明涉及医疗装置，包括用于递送药物的系统，其适于将医疗装置引入到患者的管腔中并且能够提供医疗装置相对于管腔壁的锚固。


背景技术：

2.在本发明的公开内容中，主要参考通过递送胰岛素的糖尿病治疗，然而，这仅是本发明的示例性用途。
3.许多人患有诸如糖尿病的疾病，这需要他们定期且通常每天接受药物的注射。为了治疗他们的疾病，这些人需要执行不同的任务，所述任务可能被认为是复杂的，并且可能会感到不舒服。此外，需要他们在离开家时随身携带注射装置、针头和药物。因此，如果治疗可以基于口服片剂或胶囊，则将被认为是对此类疾病治疗的重大改进。
4.然而，这样的解决方案很难实现，因为基于蛋白质的药物在摄入时会被降解和消化而不是被吸收。
5.为了提供一种用于通过口服将胰岛素递送到血流中的有效解决方案，药物必须首先递送到胃肠道的管腔中，然后再递送到胃肠道的壁(管腔壁)中。这提出了几个挑战，其中包括：(1)必须防止药物被胃中的酸降解或消化。(2)药物必须在胃中或下胃肠道中，即在胃之后释放，这限制了药物释放的机会窗口。(3)药物必须在管腔壁处递送以限制暴露于胃中和下胃肠道中的流体的降解环境的时间。如果未在壁处释放，则药物在从释放点行进到壁期间可能会降解，或者可能通过下胃肠道而未被吸收，除非受到保护以免受分解流体的影响。
6.涉及活性剂的口服给药并解决一个或多个上述挑战的现有技术参考文献包括wo 2018/213600 a1和wo 2017/156347a1。wo 2019/222572公开了一种具有第一隔室和第二隔室的胶囊，其中第一隔室包括被构造成释放包含在第二隔室内的部件的机构。待包含在第二隔室中的示例性部件包括展开装置和自回正系统。
7.已经提出了可摄取胶囊，用于递送治疗剂并且/或者用于从摄取的胶囊获得医学相关数据的。对于某些应用，至关重要的是，在最小时间间隔内将装置保留在目标位置，以确保装置的有效利用。
8.考虑到以上情况，本发明的目的是提供一种用于引入到患者的管腔中的医疗装置，其在很大程度上相对于管腔壁有效地且可靠地保持所述装置，并且以成本有效的方式以及以微创且安全的方式获得保持作用。


技术实现要素：

9.在本发明的公开内容中，将描述多个实施例和方面，它们将解决上述目的中的一个或多个，或者将解决从下面的公开内容以及从示例性实施例的描述显而易见的目的。
10.因此，在本发明的第一方面，提供了一种适合吞咽到患者的胃肠道的管腔中的胶囊装置，所述管腔具有管腔壁。所述胶囊装置包括：
[0011]-胶囊壳体，所述胶囊壳体的尺寸适于插入到所述管腔中，
[0012]-组织相接部件，所述组织相接部件相对于所述胶囊壳体设置，所述组织相接部件构造成在目标位置处与所述管腔壁相互作用，以及
[0013]-多个细长尖头构件，所述多个细长尖头构件布置成可相对于所述胶囊壳体前进，每个尖头构件从基部端延伸到与所述基部端相对的组织接合端，其中所述尖头构件被构造成可从大致布置在所述胶囊壳体内的非前进第一状态移动到前进第二状态，在所述前进第二状态中，所述尖头构件的组织接合端从所述胶囊壳体延伸以接合到邻近所述目标位置的相应位置处的组织中，
[0014]-致动器，所述致动器与所述多个尖头构件联接并且具有第一配置和第二配置，其中当所述致动器处于所述第一配置时所述多个尖头构件保持在所述非前进第一状态，并且其中所述多个尖头构件构造成通过所述致动器从所述第一配置变换到所述第二配置而从所述非前进第一状态前进到所述前进第二状态，以及
[0015]-能量源，所述能量源联接到所述致动器，其中所述能量源在致动时驱动所述致动器，
[0016]
并且
[0017]
其中所述多个尖头构件中的至少一个构造为可偏转尖头构件，所述可偏转尖头构件包括设置在所述组织接合端处的可偏转端部，其中所述可偏转端部在所述可偏转尖头构件朝向所述第二状态前进时横向偏转，使得所述多个尖头构件通过在所述多个尖头构件之间的组织上的展开或夹紧接合起作用，从而相对于所述管腔壁锚固所述胶囊装置。
[0018]
在一些实施例中，所述胶囊装置构造为具有几何中心和沿着第一轴线偏离所述几何中心的质心的自回正胶囊，其中当所述胶囊装置在定向成使得所述质心横向偏离所述几何中心时由所述管腔壁的组织支撑时，所述胶囊装置经受由于重力作用而导致的外部施加的扭矩以将所述胶囊装置定向成所述第一轴线沿着重力方向定向，从而使得所述组织相接部件能够在所述目标位置处与所述管腔壁相互作用。胶囊装置(即具有胶囊外壳、组织相接部件和致动器)至少在致动器呈现第一配置时用作能够将胶囊装置自动定向成第一轴线大体上沿着重力方向定向的自回正胶囊。
[0019]
在其它替代实施例中，胶囊装置被构造为自定向胶囊，但其中胶囊装置被构造成在胶囊相对于支撑组织壁自定向时不依赖于重力引起的自回正。
[0020]
在胶囊装置限定自回正胶囊或胶囊装置限定自定向胶囊的一些实施例中，致动器和能量源布置在胶囊内，例如布置在由胶囊壳体限定的内部中空空间内。
[0021]
在一些实施例中，管腔是受试者用户的胃，其中胶囊装置构造成部署在胃管腔中，使得尖头构件相对于胃的组织壁锚固胶囊装置。
[0022]
在其它实施例中，管腔是受试者用户的小肠或大肠的管腔，其中所述装置被构造成部署在肠管腔中，使得尖头构件相对于小肠或大肠的组织壁锚固胶囊装置。
[0023]
在一些实施例中，致动器可沿着击发轴线从第一配置移动到第二配置。在特定实施例中，所述击发轴线可以与第一轴线同轴。
[0024]
在不同的实施例中，可偏转尖头构件的数量设置为一个、两个、三个、四个或更多个可偏转尖头构件。
[0025]
在示例性实施例中，可偏转尖头构件具有长度，使得在尖头构件处于其前进位置时可偏转尖头构件形成为从胶囊壳体延伸1-3mm。或者，尖头构件形成为使得尖头构件从胶
囊壳体延伸3-5mm或5-7mm之间选择的距离。
[0026]
在示例性实施例中，一个或多个可偏转尖头构件中的至少一个相对于胶囊壳体不可拆卸地布置，使得至少当所述多个尖头构件通过在组织上的展开或夹紧接合起作用时，一个或多个可偏转尖头构件中的至少一个不可与胶囊壳体分离。
[0027]
在偏转方向上，可偏转尖头构件的示例性厚度可以在0.1-1.0mm之间，例如在0.2
–
0.5mm之间选择。
[0028]
在一些实施例中，组织相接部件与致动器联接，使得当致动器处于第一配置时组织相接部件保持在非前进第一状态，并且使得组织相接部件通过致动器从第一配置变换到第二配置而从非前进第一状态前进到前进第二状态。在其它实施例中，组织相接部件相对于胶囊壳体固定地安装。
[0029]
在某些实施例中，组织相接部件形成为细长尖头或杆形构件，其具有形成为使得组织相接部件能够在施加来自致动器的力时穿透组织的组织穿透端。
[0030]
在一些实施例中，胶囊装置的组织相接部件可以被布置成使得当致动器呈现第一配置和/或第二配置时，组织相接部件的至少一部分与第一轴线相交。在组织相接部件形成为细长尖头或杆形构件的实施例中，当致动器呈现第一配置和/或第二配置时，组织相接部件可以被布置成使得组织相接部件与第一轴线同轴地定向。在一些另外的实施例中，组织相接部件相对于胶囊壳体固定地布置，并且可以包括大体上平坦的表面区域，所述表面区域被构造成与管腔壁的组织相接，同时多个尖头构件通过在多个尖头构件之间的组织上的展开或夹紧接合起作用。
[0031]
在组织相接部件形成为细长尖头或针头的实施例中，胶囊装置的组织相接部件可以限定多个细长尖头构件中的一个。另外，胶囊装置包括所述至少一个可偏转尖头构件，所述至少一个可偏转尖头构件与组织相接部件一起接合组织，从而通过在至少一个可偏转尖头构件和组织相接部件之间的组织上的展开或夹紧接合起作用。
[0032]
在另外的实施例中，至少一个或每个可偏转尖头构件被构造成接合与胶囊壳体相关联的尖头偏转几何结构，使得当可偏转尖头构件从非前进第一状态移动到前进第二状态时，可偏转尖头构件的可偏转端部被横向引导。至少对于尖头构件从非前进第一状态移动到前进第二状态的部分而言，偏转几何结构可以形成为滑动地引导相应的尖头构件并使相应的尖头构件偏转。
[0033]
在一些实施例中，致动器被布置成沿着第一轴线朝向组织相接部件部署。在其它实施例中，致动器可沿着不与第一轴线平行而是相对于第一轴线成角度的轴线移动。
[0034]
在某些形式的胶囊装置中，对于呈现非前进第一状态的多个尖头构件，多个尖头构件平行于或基本上平行于第一轴线延伸。
[0035]
在另外的形式中，致动器直接地或者经由一个或多个附加部件间接地联接到多个尖头构件的基部端。在另外其它形式中，致动器与多个细长尖头构件中的一个或多个一体地形成。
[0036]
至少一个可偏转尖头构件或所有可偏转尖头构件可形成为包括可偏转箔材料的一部分或可完全由可偏转箔材料制成。
[0037]
在一些变型中，两个或更多个可偏转尖头构件由两个或更多个可偏转尖头构件共有的箔材料制成。
[0038]
在一些变型中，至少一个可偏转尖头构件和可选地所有可偏转尖头构件被构造成使得当可偏转尖头构件从非前进第一状态前进到前进第二状态时，可偏转尖头构件的组织接合端横向移动小于3mm，例如小于2mm，例如小于1mm。
[0039]
所述箔材料可设置为或包括这样的材料，所述材料在经受生物流体时至少部分地溶解，从而在吞咽之后的预定时间间隔和致动器的致动之后的预定时间间隔中的一者之后解除胶囊装置相对于管腔壁的锚固。
[0040]
替代地或与本文结合，尖头偏转几何结构可包括这样的材料，所述材料在经受生物流体时溶解以消除组织上的所述展开或夹紧接合，从而在吞咽胶囊之后的预定时间间隔和致动后的预定时间间隔中的一者之后解除胶囊装置相对于管腔壁的锚固。
[0041]
在各种形式的胶囊装置中，组织相接部件包括诊断单元和治疗单元中的至少一者。诊断单元可以被构造为用于从胶囊装置周围的环境获得医疗数据的监测装置。
[0042]
在一些实施例中，组织相接部件包括治疗有效载荷，该治疗有效载荷被构造成在目标位置处提供治疗有效载荷的至少一部分向管腔壁的释放。
[0043]
在一些实施例中，治疗有效载荷可以构造成通过向治疗有效载荷施加力而在目标位置处从胶囊引入管腔壁中。在一些实施例中，致动器可以与治疗有效载荷联接以提供将治疗有效载荷从胶囊装置引入管腔壁中的力。在一些形式中，治疗有效载荷由致动器直接保持并与致动器同步移动。
[0044]
在一些实施例中，组织相接部件可以包括可设置或设置在胶囊装置中的递送构件，该递送构件被成形为穿透管腔壁的组织，该递送构件包括治疗有效载荷或者被构造成从贮存器递送治疗有效载荷。
[0045]
在胶囊装置的另外其它实施例中，递送构件被设置为完全由包括治疗有效载荷的制剂形成的固体。递送构件可以是杆形的，并且由可溶解材料制成，该可溶解材料在插入管腔壁的组织中时溶解以将治疗有效载荷的至少一部分递送到组织中。杆形递送构件可包括尖锐尖端，从而允许容易地穿透到目标位置处的组织中。
[0046]
在其它实施例中，递送构件是具有纵向管腔的注射针头，并且其中治疗有效载荷作为液体、凝胶或粉末提供，所述液体、凝胶或粉末可通过注射针头的管腔从胶囊内的贮存器排出。
[0047]
在另外其它实施例中，治疗有效载荷包括微针(例如，在经受生物流体时溶解的微针)阵列。
[0048]
在包括多个尖头构件的某些形式的胶囊装置中，多个尖头构件与密封隔室相关联，例如形成密封隔室的一部分，其中当致动器呈现第一配置时，密封隔室密封地容纳递送构件，并且其中当致动器呈现第二配置时，递送构件从密封隔室向外部突出。对于此类形式，递送构件可以设置为在经受生物流体时溶解的构件。
[0049]
在某些实施例中，胶囊装置包括击发机构，该击发机构被构造成致动致动器以使得能量源能够在出现预定条件时驱动致动器。在一些实施例中，预定条件提供为管腔中的预定条件、管腔中的一组预定条件，或由胶囊装置接收并由外部控制装置发射的信号中的一者或多者。在另外其它实施例中，击发机构包括环境敏感机构。击发机构可被构造成使得在预击发配置中，击发机构将致动器保持在第一配置中，并且在击发配置中，释放致动器以使得能量源能够将致动器从第一配置驱动到第二配置。
[0050]
在某些形式的击发机构中，胶囊壳体和致动器包括构造成将致动器保持在预击发配置中的至少一对闩锁和保持器部分。对于每对闩锁和保持器部分，胶囊装置限定：可溶解击发构件，该可溶解击发构件至少部分地溶解在诸如生物流体的流体中；由胶囊壳体和致动器中的一者构成的保持器部分；以及由胶囊壳体和致动器中的另一者构成的可偏转闩锁。可偏转闩锁配置成相对于击发轴线横向移动，并且可偏转闩锁限定具有阻挡部分的第一表面以及与第一表面相对设置并且构造成与可溶解击发构件相互作用的支撑表面。在预击发配置中，可偏转闩锁的阻挡部分以闩锁接合方式接合保持器部分，并且可偏转闩锁的支撑表面与可溶解击发构件相互作用以限制可偏转闩锁的移动，由此防止闩锁接合的释放。在可溶解击发构件已变得至少部分地溶解的击发配置中，允许可偏转闩锁移动，从而释放可偏转闩锁的阻挡部分与保持器部分之间的闩锁接合以允许能量源驱动致动器。
[0051]
通过该布置，不同于具有承载能量源的全部动力或负荷的可溶解构件，可溶解部件设计成简单地阻挡机械致动系统。机械致动系统可以设计成依赖于由合适的高强度材料(例如塑料)制成的部件，并且不会留下可能堵塞机械致动系统的任何未溶解碎片。
[0052]
在示例性实施例中，可偏转闩锁被配置成相对于击发轴线径向移动。在一些示例中，击发轴线和致动器移动是线性的。在其它示例性实施例中，击发轴线可以不是线性的，例如致动器的击发轨迹可以是弓形的或弯曲的，或者可以包括弓形或弯曲轨迹。据此，闩锁可以配置成相对于致动器的轨迹横向移动以释放致动器。
[0053]
在示例性实施例中，提供多对闩锁和保持器部分，例如两对、三对、四对、五对或更多对闩锁和保持器部分，成对的闩锁和保持器部分围绕轴线同等地布置。
[0054]
在一些实施例中，所述可溶解击发构件对于所有对的闩锁和保持器部分是共用的。
[0055]
在另外的实施例中，可溶解击发构件沿着轴线布置，其中至少一对闩锁和保持器部分径向布置在可溶解击发构件的外侧。
[0056]
在其它变型中，一个或多个可溶解击发构件例如以围绕轴线的环形配置设置，其中一个或多个可溶解击发构件环绕至少一对闩锁和保持器部分。
[0057]
胶囊可以包括一个或多个开口以允许诸如胃液的生物流体进入胶囊壳体以溶解可溶解击发构件。
[0058]
在一些实施例中，能量源是或包括配置为驱动弹簧的至少一个弹簧。示例性弹簧配置包括一个或多个压缩弹簧、扭力弹簧、板簧或恒力弹簧。弹簧可以张紧或配置成张紧以为致动器提供动力。用于致动器的其它非限制性示例性类型的能量源包括压缩气体致动器或气体发生器。在一些实施例中，在预击发配置中，能量源将负荷施加到致动器上，从而沿着击发轴线偏压致动器。在其它实施例中，能量源被配置成仅在触发胶囊装置的触发构件或机构时对致动器施加负荷。
[0059]
尽管本公开主要涉及从胶囊装置到管腔或管腔壁的药物递送，但本发明在其最广泛的方面不限于药物或物质递送，而是涉及将可摄取胶囊装置相对于具有胃肠道的管腔的壁锚固的特定概念。根据本发明的包括尖头组件的胶囊装置可以配置成用于其它用途。非限制性用途包括从体腔获得一个或多个样本，例如通过包括用于将样本从体腔或管腔壁引入胶囊装置中的样本采集装置，以及递送监测或分析装置，例如通过将传感器装置从胶囊装置布置或定位到管腔或管腔壁中。
[0060]
如本文所用，术语“药物”或“有效载荷”意在涵盖能够递送到指定目标部位中或上的任何药物制剂。药物可以是单一药物化合物或预混合或共同配制的多药物化合物。代表性药物包括固体、粉末或液体形式的药品，例如肽(例如胰岛素、含胰岛素的药物、含glp-1的药物及其衍生物)、蛋白质和激素、生物衍生或活性剂、基于激素和基因的试剂、营养配方和其它物质。具体地，药物可以是胰岛素或含glp-1的药物，这包括其类似物以及与一种或多种这些和其它药物的组合。
附图说明
[0061]
将参考附图描述本发明的以下实施例，其中：
[0062]
图1示出了根据本发明的胶囊装置100的第一实施例的剖视前视图，其中该装置呈现预击发配置，参考主要是指致动机构，
[0063]
图2示出了与图1相同的剖视前视图，但参考主要是指尖头组件180，
[0064]
图3a至3d各自示出了胶囊装置100的第一实施例的剖视前视图，每个视图对应于装置在操作期间的相应状态，
[0065]
图4a和4b是第一实施例的尖头组件180的仰视和俯视透视图，
[0066]
图4c至4e是第一实施例的尖头组件180的仰视、侧视和俯视平面图，
[0067]
图5a示意性地示出了表示第二实施例100’和第三实施例200’的胶囊装置的剖视透视图，该视图示出了处于预击发配置的装置，
[0068]
图5b示意性地示出了表示第二实施例100’和第三实施例200’的胶囊装置的剖视透视图，该视图示出了处于击发配置的装置，
[0069]
图6a示意性地示出了表示第四实施例100”和第五实施例200”的胶囊装置的剖视透视图，该视图示出了处于预击发配置的装置，以及
[0070]
图6b示意性地示出了表示第四实施例100”和第五实施例200”的胶囊装置的剖视透视图，该视图示出了处于击发配置的装置。
[0071]
在附图中，相似的结构主要由相似的附图标记标识。
具体实施方式
[0072]
当使用诸如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平”和“竖直”或类似的相对表达的以下术语时，这些术语仅仅参考附图，而未必是实际的使用情境。所示附图是示意性表示，由于该原因，不同结构的构型以及它们的相对尺寸仅用于说明目的。当术语构件或元件用于给定部件时，它通常指示在所述实施例中部件是单一部件，然而，相同构件或元件可以另选地包括多个子部件，就像所述部件中的两个或更多个可以作为单一部件被提供，例如作为单个注塑件被制造。术语“组件”和“子组件”并不意味着所述部件必须可以被组装以在给定组装过程期间提供单一或功能组件或子组件，而仅用于将组合在一起的部件描述为在功能上更紧密相关。
[0073]
参考图1和图2，将描述根据本发明的方面的药物递送装置的第一实施例，该实施例被设计成提供胶囊装置100，该胶囊装置被构造成被摄取到具有管腔壁的管腔中，以相对于目标位置处的组织进行锚固，以便使得组织相接部件能够与位于胶囊装置附近的组织相接。在第一实施例中，组织相接部件作为固体剂量提供，其中通过从胶囊装置部署固体剂
量，允许将物质递送到管腔壁中。所公开的实施例涉及一种胶囊装置100，其适合由患者摄取以允许胶囊装置进入胃腔，随后相对于胃壁定向，并最终部署固体剂量有效载荷以用于插入胃壁组织中的目标位置。对于胶囊装置100，用于相对于胃壁定向胶囊的一般原理可以利用wo 2018/213600 a1中公开的任何原理。图1和2都以相同的视图示出了第一实施例胶囊装置100，其中该装置处于相同的状态。图1主要涉及与致动机构相关联的部分，而图2主要涉及下文将进一步描述的所谓的尖头组件。
[0074]
可摄取自回正胶囊装置100包括具有平均密度的第一部分100a，具有与第一部分100a的平均密度不同的平均密度的第二部分100b。胶囊装置100容纳治疗有效载荷130，用于运载用于在摄取制品的受试者用户内部释放的试剂。在所示的实施例中，胶囊装置在部署前的平均密度大于胃肠液的平均密度，使得胶囊装置能够下沉到胃腔的底部。自回正制品的外部形状是冈布茨(gomboc)形状，即冈布茨型(gomboc-type)形状，当以该形状的单一稳定取向以外的任何取向放置在表面上时，该形状将倾向于重新定向为其单一稳定取向。通过致动机构的致动来设置有效载荷的部署。
[0075]
所示的胶囊装置包括上(近侧)胶囊部分110，其配合并附接到下(远侧)胶囊部分120。上胶囊部分110和下胶囊部分120一起形成装置的外壳/胶囊壳体。胶囊限定内部中空，其容纳作为api针头130提供的有效载荷部分，该有效载荷部分在所示的实施例中形成为固体剂量薄杆形构件，其具有被构造成被强制进入组织的尖端。胶囊装置100还包括尖头组件180，该尖头组件用作锚固机构和api针头130的api密封腔室两者，以使api针头在致动之前保持与外部流体地隔离。在致动胶囊装置时，尖头组件180用于相对于目标位置处的组织锚固胶囊装置并且允许api针头130突出到api密封腔室外部。联接到能量源(驱动弹簧140)的致动器150进一步布置在胶囊装置100内，以用于产生api针头130的移动和尖头组件180相对于胶囊部分110/120的部署。
[0076]
api针头130沿着击发轴线定向并且被构造成沿着击发轴线移动。在所示的实施例中，上胶囊部分110和下胶囊部分120形成围绕击发轴线对称的旋转对称部分。在附图中，所述装置定向成击发轴线竖直指向，并且api针头130竖直向下指向居中布置在下胶囊部分120中的出口孔124，该出口孔允许api针头130的尖锐端部通过出口孔输送并朝向胶囊装置100的外部移动。下部分120包括组织接合表面123，该组织接合表面被形成为围绕出口孔124的基本上平坦的下外表面。
[0077]
关于图1和2中所示的实施例的胶囊部分的合适材料，上部分可以适当地由低密度材料(例如聚己内酯(pcl))制成，而下部分120可以适当地由高密度材料(例如316l不锈钢)制成。
[0078]
在所示的实施例中，由于整个胶囊装置100的密度分布，并且由于装置的外部形状，不管胶囊装置100初始如何定向，胶囊装置将倾向于将自身定向成击发轴线大致垂直于表面(例如，大致正交于重力的表面、组织的表面，例如胃肠道壁)。因此，胶囊装置倾向于相对于重力方向定向，使得组织接合表面123竖直面向下。
[0079]
下胶囊部分120的内部包括套筒形轴向引导结构125，其与击发轴线同心地从胶囊内部的大致中间部分朝向由形成在下胶囊部分120中的内底部表面限定的致动器止动表面128(即，朝向面向近侧的止动表面)延伸。此外，在所示的实施例中，第二套筒形结构115从上胶囊部分110的近端与击发轴线同心地并且沿着击发轴线向下延伸。第二套筒形结构115
用作保持器结构，以用于抵抗从布置在胶囊内的赋能驱动弹簧140(即能量源)发出的驱动力来保持致动器150。在所示的实施例中，保持器结构具有布置在沿着第二套筒形结构115的位置处的径向向内突出的保持器部分113。在所示的实施例中，保持器部分113被设置为两个相对的径向向内突出的弧形突起。
[0080]
在图1和2所示的第一实施例中，api针头130限定完全或部分由包括治疗有效载荷的制剂形成的固体递送构件。在所示的实施例中，固体递送构件被形成为成形为穿透管腔壁的组织的细圆柱杆，该圆柱杆具有组织穿透端和与组织穿透端相对的尾端。杆的组织穿透端是尖的以便于容易插入管腔壁的组织中，而在所示的实施例中，尾端限定由90度切割切断的截头圆柱体。适合由胶囊装置100递送的药物的非限制性示例是干燥压缩的api，例如胰岛素。
[0081]
致动器150包括被构造成将api针头130的尾端保持在适当位置的上保持部分151和下相接部分155。在所示的实施例中，相接部分包括向下开口的孔，其接收api针头130的尾端，使得api针头130牢固地附接在孔内。下相接部分155进一步限定环形外凸缘，该环形外凸缘的直径略微小于轴向引导结构125的直径，以允许尖头组件位于下相接部分155的外凸缘与轴向引导结构之间。在所示的实施例中，致动器150是可移动的，同时由轴向引导结构125引导以进行从图1和2所示的预击发配置轴向移动到图3d所示的击发配置。
[0082]
关于上述驱动弹簧140，在胶囊装置100中，螺旋压缩弹簧与击发轴线同轴布置。驱动弹簧140的近端抵靠上胶囊部分110的弹簧座安置，即径向地位于第二套筒形结构115与上胶囊部分110的外壳之间。驱动弹簧140的远端抵靠由致动器150的下相接部分155限定的凸缘的近侧表面形成的弹簧座安置。作为组装胶囊装置100的一部分，驱动弹簧140已通过在两个弹簧座之间轴向压缩驱动弹簧140被赋能。因此，致动器初始承受来自驱动弹簧的负荷，例如大约10-30n。作为使用压缩弹簧来产生驱动力的替代方案，可以使用其它弹簧和驱动配置来为胶囊装置100赋能，例如包括扭力弹簧、板簧、恒力弹簧或类似物。在另外的替代方案中，可以使用气体弹簧或气体发生器。
[0083]
致动器150的上保持部分151包括以两个可偏转臂152的形式设置的可偏转闩锁，所述可偏转臂在远侧方向上从致动器的上端朝向出口开口124延伸，每个臂可在径向向内方向上弹性地偏转。每个可偏转臂152的端部包括从弹性臂径向向外突出的阻挡部分153。在图1和2所示的预击发配置中，每个阻挡部分153的远侧表面接合保持器部分113中的对应的一个的近侧表面。由于阻挡部分153初始位于保持器部分113的近侧，因此致动器150不能向远侧移动越过保持器部分113，除非可偏转臂152变为在径向向内方向上充分偏转。
[0084]
主要参考图1，在预击发配置中，可溶解丸粒160被布置在两个可偏转臂152之间，使得丸粒160的径向相对表面与两个可偏转臂152的径向面向内支撑表面接合。在所示的实施例中，丸粒160被布置在上胶囊部分110内部的隔室中，并且上胶囊部分110中被布置在近侧的上开口有利于当胶囊装置浸没在流体中时流体暴露于可溶解丸粒。在图1和2所示的预击发配置中，当可溶解丸粒160呈现不可压缩状态时，丸粒防止两个可偏转臂向内弯曲。然而，在暴露于流体诸如患者胃中存在的胃液时，可溶解丸粒开始溶解。丸粒160被设计成逐渐溶解，使得在预定激活时间之后，丸粒已溶解到允许两个可偏转臂152充分向内偏转的程度，从而使得致动器150的阻挡部分153能够向远侧移动越过保持器部分113。在该情况即击发配置下，致动器150已经在驱动弹簧140的负荷下被击发，从而朝向出口孔124向远侧推动
致动器150。致动器150在有效载荷尖端初始从胶囊突出的情况下向远侧驱动api针头130，并逐渐压出api针头130的整个部分或主要部分。当致动器150在下胶囊部分120中降至最低点时，api针头130的向前移动停止。该情况在图3d中描绘，并且将在后面描述。
[0085]
在所示的实施例中，保持器部分113和阻挡部分153之间的相接部倾斜/斜倾大约30
°
，使得当可溶解丸粒溶解时可偏转臂将向内滑动。该角度决定丸粒上的剪切力以及可偏转臂在承受负荷力时倾向于向内滑动的程度。结合击发时致动器的加速长度，最佳角度为0
°
，但需要高得多的弹簧力来激活这种配置。对于倾斜部分，在其它实施例中，可以使用30
°
以外的角度。
[0086]
在致动器150的所示的示例中，上保持部分151形成为腔室，该腔室具有径向面向内表面152a，并且其中可溶解丸粒160接收在该腔室内以具有紧密配合。在所示的实施例中，胶囊装置100的中心上部分包括用于将胃液引入胶囊内的单个开口。在其它实施例中，胶囊可以包括其它设计的流体入口开口，例如围绕胶囊分布的多个开口。在一些设计中，例如在第一实施例中，api针头130容纳在腔室中，该腔室初始与可溶解丸粒的腔室流体密封，并且初始还相对于可通过出口孔124进入胶囊装置100中的流体密封。在其它实施例中，设计中不包括这样的密封腔室。
[0087]
对于上面讨论的可溶解构件，即形成可溶解击发构件的可溶解丸粒160，可以使用不同的形式和组合物。非限制性示例包括由山梨糖醇或微晶纤维素(mcc)制成的丸粒。其它非限制性示例包括注塑异麦芽酮糖醇丸粒，压缩颗粒异麦芽酮糖醇丸粒，由柠檬酸盐/nahco3的颗粒组合物制成的压缩丸粒，或由异麦芽酮糖醇/柠檬酸盐/nahco3的颗粒组合物制成的压缩丸粒。可溶解丸粒的非限制示例性尺寸是在制造时测量为的丸粒。
[0088]
在预期用途的情况下，api针头130插入管腔壁的组织中，在此处它将大体上在沿着击发轴线的方向上锚固。图3a至3d示出例胶囊装置100的第一实施例的剖视侧视图，每个视图表示在致动期间处于不同状态的装置。下文将进一步详细地描述装置的操作。
[0089]
现在转向图4a-4e，上述尖头组件180以各种视角和平面图示出。如上文所述，尖头组件180用作锚固机构和api针头130的api密封腔室两者，后者结合致动器150的下相接部分155获得。
[0090]
在此第一实施例中，尖头组件180形成为共模制两部分部件，其具有由薄的但相对坚硬的材料制成的第一组材料部分和由诸如橡胶或弹性体材料的软弹性材料制成的第二组材料部分。在所示的实施例中，第一组材料部分由可生物降解的材料制成。第一组材料部分通常形成圆柱形主体181，其构成api密封腔室和与其一体形成的尖头构件的主要部分。在此实施例中，四个细长尖头构件182在其径向向外侧上连接到圆柱形主体181的近侧上边沿部分。四个尖头构件182围绕圆柱形主体181的圆周均匀地分布，使得两个尖头构件彼此成对地相对。每个尖头构件从连接到圆柱形主体181的基部端182a延伸，并且大体上在远侧方向上朝向足够远离基部端182a定位的尖端182b定向，以使得尖端182b(组织接合端)能够相对于下胶囊部分120通过形成在其中的开口前进。位于每个尖头构件的径向向外侧上的棘爪突起182c径向向外突出以与下胶囊部分120的边缘部段120c协作(参见图2)。
[0091]
由第二组材料部分形成的软材料部分在圆柱形主体181的近侧上边沿部分处布置为周向唇缘密封件183’，其被构造成当胶囊装置100呈现预击发配置时与致动器150的下相接部分155的凸缘部分协作以密封地接合。然而，在触发胶囊装置的致动器时，密封接合脱
离。
[0092]
也由第二材料组材料部分形成的另一软材料部分设置在圆柱形主体181的远侧下边沿部分处，并且形成为外壳185’，以用于容纳api针头130的远侧部分，其中api针头的尖端指向外壳185’的远端壁186’。远端壁186’具有布置成与击发轴线相交的中心部分。在所示的实施例中，端壁186’具有形成在其中的预切缝但不透流体的开口/快门187’，开口/快门187’形成为十字形部187’。预切缝开口/快门形成为在致动前流体地密封，但允许api针头130在击发胶囊装置100时容易地突出通过开口。如图3d中所示，在所示的实施例中，外壳185’形成为波纹管，其能够在致动装置时轴向地塌缩以便以几乎平坦的蜿蜒形状折叠。
[0093]
每个尖头构件182被设计成具有足够刚度，以在尖头构件相对于下胶囊部分120从非前进位置移动到前进位置时允许与目标位置处的组织进行浅穿透或刺穿接合。然而，尖头构件的尺寸以膜材料的形式提供，所述膜材料可以呈现大体上笔直的配置，但在与引导结构协作时可以沿着尖头构件的延伸偏转到弯曲配置。通常，尖头构件可横向偏转，这意味着主要是其自由端能够例如在径向方向上横向移动。在所示的示例中，尖头构件182各自呈现大体线性形状，所述大体线性形状在未被其它结构偏转时大体上平行于击发轴线延伸。在其它实施例中，当尖头构件未被其它结构偏转时，尖头构件可形成为朝向其尖端略微径向向外延伸，例如远离击发轴线弯曲。
[0094]
回到胶囊装置100的操作，现在参考图3a，该图示出了表示胶囊装置在储存期间或刚在摄取后所呈现的状态的初始状态。在此状态下，致动器150呈现预发击发配置，其中两个可偏转臂152通过与接合两个可偏转臂152的径向面向内支撑表面152a的未溶解丸粒160的接合而保持在所示位置。由于可偏转臂152的阻挡部分153初始位于保持器部分113的近侧，所以即使驱动弹簧140将其全部载荷施加于致动器150上，致动器150也不能向远侧移动越过保持器部分113。
[0095]
在此状态下，尖头组件180相对于胶囊部分110/120呈现初始近侧位置，使得尖头构件182位于其非前进位置，其中没有尖头构件或者仅尖头构件的小部分延伸到下胶囊部分120之外。致动器150接合周向唇缘密封件183’以使该相接部保持不透流体。另外，开口/快门187’闭合的外壳185’使api针头外壳保持不透流体。从尖头构件182径向向外延伸的棘爪突起182c接合下胶囊部分120的对应近侧边缘部段120c，以将整个尖头组件180可释放地保持在其初始近侧位置。
[0096]
在摄取胶囊装置100之后，胶囊装置迅速沉到胃的底部。在由胃壁支撑时，由于胶囊装置的自回正能力，胶囊装置将快速地重新定向，以使其组织相接表面123接合组织胃壁，其中胶囊装置的击发轴线几乎竖直定向，即api针头向下指向。在图3b中，该图示意性地指示丸粒160由于暴露于进入上胶囊部分110中的开口或多个开口的胃液已开始溶解，在吞咽后的特定时间中断丸粒160对可偏转臂152的支撑。驱动弹簧140的载荷将使可偏转臂152径向向内偏转以允许阻挡部分153通过保持器部分113，从而使得能够在远侧方向上击发致动器。
[0097]
如图3c所示，棘爪突起182c脱离协作的近侧边缘部段120c的磁阻大于致动器150脱离周向唇缘密封件183’的磁阻。因此，致动器将开始相对于尖头组件180的远侧移动，该尖头组件仍相对于下胶囊部分120被捕获。在此移动期间，当api针头130突出通过开口/快门187’并且将api针头130的尖端部分逐渐插入管腔壁的组织中时，致动器150的下相接部
分155沿着圆柱形主体181的径向面向内表面滑动引导。在图3c中，远侧表面158相对于尖头组件180的凸缘部分188降至最低点，并且来自驱动弹簧140的全部力作用于尖头组件180，从而使尖头组件向远侧偏压。由于致动器150的下相接部分155的凸缘与周向唇缘密封件183’之间的脱离，圆柱形主体181的最近侧部分和尖头构件182在其径向面向内表面处未被支撑。尖头组件180上的远侧偏压力和尖头组件180的弹性特性使尖头构件182和圆柱形主体181变得向内偏转，以停止棘爪突起182c与近侧边缘部段120c之间的捕获接合。因此，驱动弹簧140随后在远侧方向上驱动受致动器150的远侧移动控制的尖头组件180。
[0098]
图3d示出了另一状态，其中尖头组件180和致动器150已经进一步向远侧移动，直到尖头组件180的凸缘部分188的面向远侧表面已经到达下胶囊部分120的面向近侧表面128的状态，从而防止尖头组件180和致动器150的进一步移动。由于致动器已从图3c所示的状态向远侧移动到图3d所示的状态，因此尖头组件180已被控制与致动器150同步远侧移动，该同步远侧移动相对于胶囊部分110/120发生。这已使尖头构件182相对于下胶囊部分120中形成的开口向远侧移动，从而使尖头构件182从非前进位置移动到前进位置。在所示的实施例中，下胶囊部分120包括由与每个尖头构件相关联的边缘122形成的引导表面，每个边缘122通过与尖头构件182的径向面向内表面接合而进行协作。由于边缘122相对于尖头构件182的基部端182a的径向位置以及相对于径向面向内表面125的边缘的径向位置，随着尖头组件180从图3c所示的位置向远侧移动到图3d所示的位置，每个尖头构件的组织接合端182b被径向向外推压。这具有以下效果：四个尖头构件182的每个组织接合端182b将通过在其各自的位置处最初浅刺穿或刺进软组织中来轻轻接合组织。当尖头组件180进一步向远侧移动时，相对布置的尖头构件182之间的相对距离将逐渐增加，从而用于使位于相对的成对尖头构件之间的组织展开。其结果是，对位于成对的相对尖头构件182之间的组织提供夹持效果，且以这种方式用于暂时将胶囊装置100相对于胃壁的组织附接一段时间，该段时间足以使api针头由于吸收而将api的主要部分递送到组织中。
[0099]
在某个时间点，击发的胶囊装置将从组织释放。在所示的示例中，尖头组件180的第一组材料由可生物降解材料制成，该可生物降解材料在暴露于生物流体时逐渐降解，并且尖头构件182将逐渐失去刚度，从而随着时间推移释放对组织的夹持效果。在示例性非限制性实施例中，根据特定胶囊装置的特定应用，可以选择相对于组织释放胶囊装置的合适时间，例如10分钟、20分钟、30分钟、1小时或甚至更长。另外，例如由于移动，例如由于冲击胶囊装置100的食物，可以在尖头降解之前从组织释放胶囊装置。随后，胶囊装置的剩余部分将通过使用者的消化系统排出并被排泄出去。在所示的实施例中，当尖头构件呈现其前进位置时，尖头构件182形成为从胶囊部分120延伸1-3mm。取决于根据本发明的胶囊装置的特定应用，对于非限制性实施例，可以选择其它长度的尖头构件182，使得尖头构件从胶囊部分120延伸的距离选择为在3-5mm或5-7mm之间。尖头构件在径向方向上的厚度可选择为在0.1-1.0mm之间，例如在0.2
–
0.5mm之间。
[0100]
在所示的实施例中，形成尖头构件的材料可以包括在暴露于胃液之后的特定时间之后逐渐变软或溶解以停止锚固效果的部分。在其它实施例中，在尖头构件不可降解的情况下，胶囊装置从组织的释放可以依赖于api针头溶解到一定程度以使胶囊装置释放相对于组织的附接的溶解。在另外其它实施例中，胶囊壳体的与尖头构件协作的引导表面，例如第一实施例的边缘122，可包括材料部分，该材料部分构造成在暴露于胃液之后逐渐溶解以
使尖头构件的展开效果停止以便在特定暴露时间之后释放胶囊装置。
[0101]
在第一实施例中，尖头构件182以使得当尖头构件不被其它结构偏转时尖头构件基本上平行于击发轴线延伸的方式模制。在胶囊装置的其它实施例中，尖头构件被模制成展现非偏压形式，其中当尖头构件不被其它结构偏转时，即处于展开配置中，每个尖头构件远离圆柱形主体181径向延伸。当组装此类胶囊装置时，尖头构件被迫进入胶囊装置内部的非展开配置。在此类实施例中，当致动胶囊装置时，当尖头构件前进离开胶囊时，尖头构件的组织接合端182b将由于其朝向返回到展开配置的内在偏向而倾向于相对于彼此自动展开，可选地不需要任何引导来获得展开效果。还应注意，在另外其它实施例中，尖头构件被设计成在成对的尖头构件之间夹紧组织，以便为胶囊装置提供相对于目标位置处的组织的保持效果。
[0102]
在所示的第一实施例中，可偏转尖头构件的数量是均匀分布的四个。在其它实施例中，尖头构件的数量可以提供为以特定模式分布的1、2、3、5、6个或甚至更多个可偏转尖头构件。对于仅包括单个可偏转尖头构件的实施例，要指出的是，在另外包括被迫进入组织的针形构件(例如，所示的api针头130)的实施例中，针形构件可以用作附加尖头构件，该附加尖头构件与可偏转尖头构件协作，以在位于尖头构件之间的组织上获得展开或夹紧效果，因此也获得组织锚固的效果。
[0103]
如上文针对第一实施例所述，胶囊装置100包括尖头组件180，该尖头组件用作锚固机构和api针头130的api密封腔室两者，以使api针头在致动之前保持与外部流体地隔离。然而，要指出的是，对于本发明的不同方面，根据胶囊装置的另外不同的实施例，可以提供用于仅获得两个功能中的单个功能的组件，使得对应于尖头组件180的组件省略api密封腔室功能或锚固/尖头功能。
[0104]
在根据本发明的胶囊装置的不同实施例中，可以通过使用摩擦配合或压配合来获得api针头与致动器之间的附接。另选地，可以在相接部处使用粘合剂，诸如蔗糖。进一步另选地，可以通过初始润湿api针头并利用致动器与api针头之间的固有静摩擦来获得附接。在某些实施例中，在使用的情况下，在致动器达到其最终目的地时，可以在api针头130与致动器150之间发生分离，例如在暴露于胃液指定持续时间后，在api针头与致动器之间的相接部处发生分离，从而允许针头在组织壁中移位，从而使得api针头能够进一步溶解在组织中，即独立于剩余胶囊装置且与剩余胶囊装置分离。在其它实施例中，可以通过将api针头的大部分与仍粘附或紧固到致动器的剩余api针头分离来获得期望的分离。在一些实施例中，api针头包括确定分离点的弱化点。在另外其它实施例中，如下文进一步讨论的，致动器和api针头可形成为全部由包含api的组合物制成的整体部件，并且其中要从胶囊装置推出的预期api针头与致动器部分分离。另外，在替代实施例中，有效载荷本身可以充当致动器以与释放机构和能量源直接协作。
[0105]
在以上描述的第一实施例中，当致动器150向远侧移动第一距离直到尖头组件180从底部胶囊部分120释放时，尖头组件180相对于胶囊部分110/120保持轴向固定。在其它实施例中，胶囊装置可以被构造成至少对于致动器经历的行程的初始部分而言同步地移动尖头组件和致动器。在某些实施例中，对于致动器行程的第一部分，尖头组件最初与致动器一起受控制，而对于致动器行程的第二部分，当致动器继续将api针头进一步推入组织中(即，在尖头构件的展开或夹紧效果已完全建立之后进一步向远侧移动)时，尖头组件180相对于
胶囊部件110/120被捕获。
[0106]
现在转到图5a和图5b，示意性示出的视图表示示例性胶囊装置的第二实施例100’和第三实施例200’两者。第二和第三实施例大体上对应于第一实施例的胶囊装置100，但其中组织相接部件(即api针头)已由片剂形状的api部分130’或用于从胶囊装置周围的环境获得医疗数据的监测装置230’替代。图5a中所示的视图大体上对应于图3a中所示的视图，即胶囊装置100’/200’呈现预击发配置的状态，即在储存期间或在摄取之前的状态。图5b中所示的视图大体上对应于图3d中所示的视图，即胶囊装置100’/200’呈现击发配置的状态，即致动器的移动已结束之后的状态。
[0107]
在第二实施例100’中，片剂形状的api部分130’被布置成跟随尖头组件从图5a中所示的位置到图5b中所示的位置的移动。在图5b中，片剂与位于胶囊装置100’下方的组织紧密接触。尖头组件180用于相对于组织保持或锚固胶囊装置100’，以针对api部分130’确保与组织的紧密接触，从而使api的主要部分被吸收在组织中。在另外的实施例中，可以提供api部分130’以包括被配置成用于api部分130’的api的粘膜递送的微针阵列。
[0108]
在第三实施例200’中，监测装置230’被布置成跟随尖头组件从图5a中所示的位置到图5b中所示的位置的移动。在图5b中，片剂定位成接触或邻近位于胶囊装置200’下方的组织。尖头组件180用于相对于组织保持或锚固胶囊装置200’，以确保至少在适合于通过监测装置230’获得医疗数据的间隔内进行保持。
[0109]
图6a和6b进一步示出了表示示例性胶囊装置的第四实施例100”和第五实施例200’的示意图。第四和第五实施例大体上对应于根据图5a和5b中所示的第二和第三实施例的胶囊装置，但其中片剂形状或装备有微针的api部分130”或者用于从胶囊装置周围的环境获得医疗数据的监测装置230”结合在相对于胶囊部分110/120的固定位置处。因此，在此类实施例中，致动器150仅用于移动尖头组件180以获得胶囊装置相对于目标位置处的组织的期望保持或锚固效果。
[0110]
尽管示例性实施例的上述描述主要涉及用于在胃中递送的可摄取胶囊，但本致动原理通常在用于一般管腔插入的胶囊装置中是有用的，其中胶囊装置定位在体腔中，以相对于体腔的壁进行附接。胶囊装置的非限制性示例可以包括用于通过递送至肠腔或肠腔的组织壁中来肠递送药物的胶囊装置。对于药物递送而言，可以使用诸如针头的递送构件，或经由插入管腔的组织壁中的微针来进行递送。替代地，可以在不使用递送构件的情况下通过胶囊装置的一个或多个出口开口进行药物递送，例如通过喷射注射到管腔壁的粘膜内层中。
[0111]
在示例性实施例的以上描述中，在本领域技术人员将清楚本发明的概念的程度上描述了为不同部件提供所述功能的不同结构和装置。不同部件的详细构造和说明被认为是由本领域技术人员按照本说明书中所陈述的路线执行的正常设计过程的目的。